掃描器的圖像掃描系統與方法
2023-05-09 10:36:06
專利名稱：掃描器的圖像掃描系統與方法
技術領域：
本發明有關一種掃描器的圖像掃描系統與方法，特別是指一種不需要經過預掃就可以快速完成圖像掃描的系統與方法。
掃描器為一種利用光電轉換原理，而將掃描物件的圖像轉換成數字數據的電腦周邊產品，其掃描方式主要是利用一線性光源照設於掃描物件之上，並利用一圖像攝取元件攝取掃描物件所反射的圖像，再通過光電轉換原理將物件圖像轉換成數位訊號輸出。
請參閱
圖1所示的傳統技術以掃描器進行圖像掃描的示意圖，包括一透明承載板10用以承載掃描物件11，掃描物件11通常為平面文稿放置於承載板10之上，一光程裝置12是由線性燈管121、多個反射鏡122、透鏡123以及一圖像攝取元件124以模組化方式組合而成。掃描時是利用線性燈管121將光源照設於掃描物件11之上，再以反射鏡122接收掃描物件11所反射的圖像，其中上述反射鏡122的位置是經過適當的安排，使其可以順利地接收掃描物件11所反射的圖像，並將該物件11的圖像傳送至透鏡123，經過折射之後成像於圖像攝取元件124上，而圖像攝取元件124則是利用光電轉換原理，將物件11圖像轉換成數位訊號。此時，掃描器所掃描的圖像數據僅僅只是全部物件圖像數據的其中一筆，因此必須再通過驅動裝置(圖中未示)的驅動，使光程裝置12沿著承載板10移動進而將物件的圖像數據完全掃描。
但是，通常掃描器執行掃描動作之前必須先執行一段校正(calibration)動作，其主要是利用圖像攝取元件124對設於掃描器上蓋內側的校正板(圖中未示)進行掃描，而校正板的顏色主要是以黑白顏色相間為主，並針對各種不同的校正需要所設計的校準圖樣，通過對校正板的掃描所獲得的圖像數據加以計算可獲得適當的校正參數，圖像攝取元件是依據校正參數進行校正(calibration)，以設定掃描器的左、右邊界值、掃描起始位置值、以及線性燈管的亮度補償校正值。由於經過校正後的掃描器其掃描結果較未校正過的掃描結果佳，因此目前掃描器都是以先經過校正動作計算校正參數之後，再進行正式的物件圖像掃描，並通過校正參數對掃描的圖像進行補償與校正，以獲得較佳的圖像掃描品質。
請參閱圖2所示的傳統技術以掃描器進行圖像掃描的流程圖，其步驟包括提供一掃描物件131，執行預掃動作並計算掃描校正參數132，利用光程裝置的圖像攝取元件對掃描物件進行圖像攝取133，依據校正參數對所攝取的圖像進行校正與補償134，完成該物件掃描135並重複步驟131。
雖然每次掃描都要針對掃描器進行校正可獲得不錯的掃描品質，但相對地也花費了不少的時間，通常每校正一次要花費大約7-8秒左右的時間，而實際在進行物件掃描所花費的時間可能只有十幾秒左右，相比之下，校正過程中所花費的時間是相當的多，若要以掃描器進行大量文件的掃描時，則整個掃描過程所浪費的時間將會是相當的可觀。因此，如果能夠設計出一種不需要每次掃描都進行校正動作的掃描器，且該掃描器能夠直接對物件進行掃描且不會影響掃描品質，則將可以省去校正過程中所造成的時間浪費，並可以提高掃描器的使用效率。
本發明的主要目的是提供一種掃描器的圖像掃描系統與方法，其可以不需要執行校正動作就可以取得校正參數，因此掃描器可以直接執行物件掃描，以提高掃描器的掃描效率。
本發明的次要目的是提供一種掃描器的圖像掃描系統與方法，其可以在掃描之前先執行一次預掃校正，並以所獲得的校正參數做為以後掃描的校正依據，使掃描器可以直接執行掃描以提高效率。
本發明掃描器的圖像掃描系統包括一透明承載板、一光程裝置以及一控制模組，掃描物件是設置於承載板上方而光程裝置則是設於承載板下方，並利用其內部的圖像攝取元件對掃描物件進行圖像掃描，在控制模組內部或特定系統檔案中設有存儲器可儲存掃描器的校正參數。
當所設置的存儲器為只讀存儲器(ROM)時，其可以依據掃描器設計規格所取得的校正參數經驗值，將校正參數儲存於存儲器之中，使掃描器每次在執行掃描時均可通過光程裝置內部的圖像攝取元件讀取承載板上方的物件圖像，再利用控制模組或特定系統檔案調出儲存在存儲器的校正參數，並依據該校正參數進行補償與校正，以獲得品質較佳的掃描圖像，其並不需要每次執行校正工作。
當所設置的存儲器為隨機讀寫存儲器(RAM)時，其可以將掃描器每次開機執行預掃所獲得的校正參數儲存於其中，使掃描器每次在執行掃描時均可通過光程裝置內部的圖像攝取元件讀取承載板上方的物件圖像，再利用控制模組或特定系統檔案調出儲存在存儲器的校正參數，並依據該校正參數進行補償與校正，以獲得品質較佳的掃描圖像，其只需要在每次開機之後執行一次校正，而不需要每次執行校正工作。
由於本發明的校正參數是儲存在控制模組的存儲器中，使得本發明的掃描器可以直接進行物件圖像的掃描，而不需要每次進行校正動作將校正參數計算出來，因此可以大幅地減少掃描執行的時間，並且可以獲得較佳的掃描結果，進而提高掃描器的物件掃描的效率。
下面配合附圖詳細說明本發明的目的、特徵及功效。
圖1為傳統技術以掃描器進行圖像掃描的示意圖；圖2為傳統技術以掃描器進行圖像掃描的流程圖；圖3為本發明的掃描器的圖像掃描系統示意圖；圖4為本發明的第一實施例的圖像掃描方法流程圖；圖5為本發明的第二實施例的圖像掃描方法流程圖；圖6為本發明的第三實施例的圖像掃描方法流程圖。
本發明為一種掃描器的圖像掃描系統與方法，其主要特徵是將掃描器的校正參數儲存在控制模組的存儲器或某個特定系統檔案中，在掃描時是由控制模組直接讀取儲存在存儲器的校正參數，並依據校正參數對所掃描的圖像進行補償與校正，或直接執行該特定系統檔案，由於本發明可以不必每次進行校正取得校正參數，因此在執行物件圖像的掃描時可以更快速，此外通過校正參數對所掃描的圖像進行校正與補償，可以獲得品質較佳的掃描圖像，本發明的最佳實施例將通過下列文字加以說明。
請參閱圖3所示的本發明的掃描器的圖像掃描系統示意圖；包括一透明承載板20、一光程裝置21以及一控制模組22，透明承載板20的材質是以玻璃或是有機玻璃為最佳，其上方是承載掃描物件23，其下方則設置光程裝置21以讀取掃描物件23的圖像數據，光程裝置21是由線性燈管211、多個反射鏡212、透鏡213以及圖像攝取元件214(CCD)以模組化方式組合而成，其是利用線性燈管211照射承載板20上方的掃描物件23，再以多個反射鏡212接收掃描物件23所反射的圖像，再通過透鏡213的折射使物件23圖像成像於圖像攝取元件214之上，最後再利用圖像攝取元件214對掃描物件23進行圖像攝取。由於圖像攝取元件214所攝取的圖像，只是掃描物件23的整體圖像的一部分，因此必須利用一驅動裝置(圖中未示)使光程裝置21沿承載板20方向運動，進而將整體掃描物件23完全掃描。
本發明的特徵在於掃描器更包括一控制模組22，該控制模組22具有內建存儲器221以儲存掃描器的校正參數，控制模組22是依據存儲器221所儲存的校正參數，對圖像攝取元件214所攝取的圖像進行校正與補償，以確保圖像掃描的品質。其中掃描器對於校正參數的設定方式將通過以下文字加以說明首先對於同一個形式的掃描器而言，由於其內部的零件都是以標準化的規格所組成，因此對於掃描器的左、右邊界值、掃描起始值以及線性燈管的亮度補償值，這些校正參數值一般而言，其差異都不會太大，而對於掃描品質要求不高的掃描器而言，其可以在產品出廠之前就直接將這些校正參數以只讀方式儲存於只讀存儲器(ROM)或系統檔案中，使本系統的掃描器不必在每次執行物件圖像掃描之前，都必需執行校正動作以計算校正參數，而是通過控制模組或系統檔案讀取存儲器的校正參數，直接對掃描物件進行圖像掃描。由於本發明不需要每次執行校正動作，因此可以更快速地完成物件圖像的掃描，此外，通過控制模組的存儲器所提供的校正參數，對所掃描的圖像進行校正與補償，可以獲得較佳的圖像掃描品質。
請參閱圖4所示的本發明第一實施例的圖像掃描系統的掃描流程圖；其步驟包括提供一掃描物件31，以光程裝置的圖像攝取元件對掃描物件進行圖像攝取32，利用控制模組或特定系統檔案依據存儲器的校正參數，控制圖像攝取元件對攝取圖像進行校正與補償33，完成該物件的掃描35，並重複步驟31。
本發明的第二較佳的實施方式流程圖，是將控制模組改以隨機讀寫存儲器(RAM)儲存掃描器的校正參數，由於隨機讀寫存儲器所儲存的數據會在掃描器關機後自動消失，所以本實施例的掃描器在每一次開機時，都會自動地進行一次校正動作，並將校正過程中所獲得的最新的校正參數儲存於隨機讀寫存儲器之中，而在接下來的每次掃描過程中，控制模組或系統檔案都是依據存儲器所儲存的校正參數進行圖像校正與補償，如此一來，可以使掃描器獲得較佳的圖像掃描品質，且由於本實施例並不需要每次掃描都進行校正動作，因此可以大幅地減少掃描過程中因為校正動作所浪費的時間。
請參閱圖5所示的本發明第二實施例的流程圖，其步驟包括首先執行預掃動作並計算掃描校正參數41，提供一掃描物件42，以光程裝置的圖像攝取元件對掃描物件進行圖像攝取43，利用控制模組或特定系統檔案依據存儲器的校正參數，控制圖像攝取元件對攝取圖像進行校正與補償44，完成該物件的掃描45並重複步驟(42)。
又本發明的掃描器也可以在執行掃描之前，先判斷控制模組或系統檔案中是否有校正參數可參考，若有，則直接執行掃描，反之，則執行預掃動作並計算掃描器的校正參數值，其詳細情形請參閱圖6所示的本發明的第三實施倒流程圖。其步驟包括首先判斷控制模組或系統檔案中是否有校正參數可參考51，若無則執行預掃並計算校正參數52，再將所獲得的校正參數儲存於控制模組或系統檔案中53，若有，則提供一掃描物件54，以光程裝置的圖像攝取元件對掃描物件進行圖像攝取55，利用控制模組或特定系統檔案依據存儲器的校正參數，控制圖像攝取元件對攝取圖像進行校正與補償56，完成該物件的掃描57，並重複步驟54。
當然，以上所述僅為本發明的快速圖像掃描的系統與方法的較佳實施例，其並非用以限制本發明的實施範圍，任何熟悉該項技藝的人員在不違背本發明的精神所做的修改均應屬於本發明的範圍，因此本發明的保護範圍當以權利要求範圍做為依據。
權利要求
1.一種掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於該掃描器內部預設有一固定的校正參數值，其步驟包括(a)提供一掃描物件；(b)利用圖像攝取元件對該掃描物件進行圖像攝取；(c)依據預設的校正參數值，對所攝取的圖像進行補償與校正；以及(d)完成該物件的圖像掃描，並重複步驟(a)。
2.如權利要求1所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該掃描器包括一承載板，其上方可以承載該掃描物件；一光程裝置，是利用其內部的圖像攝取元件對承載板上方的掃描物件進行圖像攝取；以及一控制模組，其內部設有隻讀存儲器(ROM)用以儲存預設的固定校正參數值，因此在掃描過程中其可以依據存儲器的校正參數對所攝取的圖像進行補償與校正。
3.如權利要求2所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該承載板的材質是玻璃或有機玻璃。
4.如權利要求2所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該光程裝置的圖像攝取元件是電荷耦合元件(CCD)。
5.如權利要求2所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該光程裝置更包括一線性光源、多個反射鏡以及一透鏡，掃描物件在經過線性光源照射之後所反射的圖像，是通過反射鏡的反射以及透鏡的折射之後，成像於圖像攝取裝置之上。
6.如權利要求2所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該掃描器更包括一驅動裝置，該驅動裝置可以使光程裝置沿承載板移動以進行物件掃描。
7.如權利要求2所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該控制模組可以是一特定的系統檔案。
8.一種掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其步驟包括(a)執行預掃校正以獲得一校正參數值；(b)提供一掃描物件；(c)利用圖像攝取元件對該掃描物件進行圖像攝取；(d)依據步驟(a)的校正參數值，對所攝取的圖像進行補償與校正；以及(e)完成該物件的圖像掃描，並重複步驟(b)。
9.如權利要求8所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該掃描器包括一承載板，其上方可以承載該掃描物件；一光程裝置，是利用其內部的圖像攝取元件對承載板上方的掃描物件進行圖像攝取以及一控制模組，其內部設有隨機讀寫存儲器(RAM)用以儲存步驟(a)的校正參數值，因此在掃描過程中其可以依據存儲器的校正參數對所攝取的圖像進行補償與校正。
10.如權利要求9所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該承載板的材質是玻璃或有機玻璃。
11.如權利要求9所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該光程裝置的圖像攝取元件是電荷耦合元件(CCD)。
12.如權利要求9所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該光程裝置更包括一線性光源、多個反射鏡以及一透鏡，掃描物件在經過線性光源照射之後所反射的圖像，是通過反射鏡的反射以及透鏡的折射之後，成像於圖像攝取裝置之上。
13.如權利要求9所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該掃描器更包括一驅動裝置，該驅動裝置可以使光程裝置沿承載板移動以進行物件掃描。
14.如權利要求9所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該控制模組可以是一特定的系統檔案。
15.一種掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其步驟包括(a)判斷控制模組中是否有校正參數可參考；(b)若有，則提供一掃描物件；(c)利用圖像攝取元件對該掃描物件進行圖像攝取；(d)依據步驟(a)的校正參數值，對所攝取的圖像進行補償與校正；以及(e)完成該物件的圖像掃描，並重複步驟(b)。
16.如權利要求15所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中步驟(a)的控制模組若無校正參數可參考，則先執行下列步驟(a1)執行預掃並計算校正參數；(a2)將校正參數存於控制模組之中。
17.如權利要求15所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該掃描器包括一承載板，其上方可以承載該掃描物件；一光程裝置，是利用其內部的圖像攝取元件對承載板上方的掃描物件進行圖像攝取；以及一控制模組，其內部可儲存步驟校正參數值，掃描器是依據存儲器的校正參數對所攝取的圖像進行補償與校正。
18.如權利要求17所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該承載板的材質是玻璃或有機玻璃。
19.如權利要求17所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該光程裝置的圖像攝取元件是電荷耦合元件(CCD)。
20.如權利要求17所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該光程裝置更包括一線性光源、多個反射鏡以及一透鏡，掃描物件在經過線性光源照射之後所反射的圖像，是通過反射鏡的反射以及透鏡的折射之後，成像於圖像攝取裝置之上。
21.如權利要求17所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該掃描器更包括一驅動裝置，該驅動裝置可以使光程裝置沿承載板移動以進行物件掃描。
22.如權利要求17所述的掃描器的圖像掃描方法，其特徵在於其中該控制模組可以是一特定的系統檔案。
全文摘要
一種掃描器的圖像掃描系統與方法,是將掃描器的校正參數儲存在控制模組的存儲器或某特定系統檔案中,並以圖像攝取元件直接對掃描物件進行圖像攝取,再通過控制校正參數對所攝取的圖像進行補償與校正,使掃描器只需要預掃一次或不必經過預掃動作而從經驗值取得校正參數,便可以直接對掃描物件進行圖像掃描。
文檔編號G06K9/20GK1384466SQ01116119
公開日2002年12月11日 申請日期2001年5月9日 優先權日2001年5月9日
發明者劉明芳 申請人:力捷電腦股份有限公司