專利名稱：成像設備及成像方法
技術領域：
本發(fā)明總體構思涉及成像，更具體地講，涉及這樣一種成像設備及成像 方法，所述成像設備和成像方法能夠補償因為機械裝置的不均勻性而引起的 圖像質量的劣化。
背景技術：
通常，比如掃描儀、復印機、傳真機、數字多功能復印機等的成像設備 包括掃描放置在掃描平面上的文檔以產生與掃描的文檔相應的圖像數據的掃 描單元。
所述掃描單元將來自光源的光施加到文檔，并借助圖像傳感器將從文檔 反射的光轉換為電信號，即，圖像信號。此時，由于光源的變化或者光強的 不均勻性可引起圖像信號的劣化，這導致了所謂的"陰影效應"。陰影效應可 使得產生的圖像看起來不同于文檔的實際圖像。因此，有必要校正包括在掃 描文檔時所產生的圖像數據中的陰影效應。
根據通常的陰影校正方法，緊接在文檔掃描之前掃描白色參考平面(比如 白板或白條)，計算用于補償產生的圖像數據的參考值。該計算的參考值還可 被稱作參考陰影數據。其后，通過與參考陰影數據相比較來補償產生的圖像 數據的黑色或白色像素值而進行陰影補償。
經過陰影補償的圖像數據是非線性數字圖像數據，因此，使用伽馬曲線 來逆補償該非線性數字圖像數據以產生伽馬校正的線性圖像數據。
然而，這種陰影校正方法只被用于校正圖像傳感器的黑色白色等級，而 沒有考慮掃描機械裝置的其他變化。因此，如果在實際掃描文檔時用于切斷 外部光的蓋子在機械上不是均勻的，則外部光被引入到掃描單元的內部，這 可因水平或垂直不均勻導致劣化的圖像數據。因此，圖像數據的背景變暗， 這導致從文檔中的白色區(qū)域(即沒有打印對象的區(qū)域)中的有色圖像掃描的圖 像質量的劣化。避免這種圖像質量的劣化需要更精細的成型技術和許多成本 和時間。

發(fā)明內容
本發(fā)明總體構思提供了 一種成像設備和一種成像方法，所述成像設備和 成像方法能夠容易地4卜償圖像數據的背景而不使圖像質量劣化。
本發(fā)明總體構思還提供了 一種成像設備和成像方法，所述成像設備和成 像方法能夠補償由于機械裝置的不均勻性而可能發(fā)生的圖像質量的劣化。
本發(fā)明總體構思的另外方面和效用將會在下面的描述中部分地闡述，部 分地，從下面的描述中，這些方面和效用將會是顯然的，或者通過實施本發(fā) 明總體構思而得到了解。
可通過提供如下一種成像設備來獲得本發(fā)明總體構思的上述和/或其他
方面和效用，所述成像設備包括圖像傳感部分，產生放置在掃描平面上的 文檔的圖像數據；陰影校正部分，對產生的圖像數據執(zhí)行陰影校正；伽馬校 正部分，根據伽馬曲線校正經過陰影校正的圖像數據；控制器，控制伽馬校 正部分使用經過伽馬校正的圖像數據的背景信息來修改伽馬曲線。
伽馬校正部分可將經過陰影校正的圖像數據劃分成多個區(qū)域，并可根據 各個區(qū)域的伽馬曲線來校正經過陰影校正的圖像數據。
圖像傳感部分可包括多個圖像傳感器，陰影校正部分可對與各個圖像傳 感器相應的區(qū)域的產生的圖像數據執(zhí)行陰影校正。
伽馬校正部分可根據與各個圖像傳感器相應的每個區(qū)域的伽馬曲線來校 正經過陰影校正的圖像數據。
控制器可控制伽馬校正部分使用經過伽馬校正的圖像數據的背景信息來 修改每個區(qū)域的伽馬曲線。
控制器可計算經過伽馬校正的通過掃描白色圖像而獲得的圖像數據的每 個區(qū)域的平均值，并可控制伽馬校正部分使用計算的平均值來修改每個區(qū)域 的伽馬曲線。
陰影校正部分可根據下面的等式來對產生的圖像數據執(zhí)行陰影校正 /(x) = 2"附-a
其中，f(x)表示經過陰影校正的圖像數據，x表示產生的圖像數據的數據 值，Ki表示產生的圖像數據的最小值，Wi表示產生的圖像數據的最大值，n 表示輸出比特數。
可根據下面的等式來修改伽馬曲線<formula>formula see original document page 9</formula>其中，g(x)表示修改的伽馬曲線，x表示產生的圖像數據的數據值，f乂x) 表示f(x)的反函數，Bt表示經過伽馬校正的圖像數據的每個區(qū)域的平均值。
所述成像設備還可包括圖像強調部分，強調根據修改的伽馬曲線進行 伽馬校正的圖像數據的銳度。
所述圖像強調部分可包括數字有限脈沖響應(FIR)濾波器。
圖像傳感部分可包括CMOS接觸式圖像傳感器(CIS)和電荷耦合裝置 (CCD)之一。
還可通過提供一種成像方法來獲得本發(fā)明總體構思的上述和/或其他方 面和效用，所述方法包括產生放置在掃描平面上的文檔的圖像數據；對產 生的圖像數據執(zhí)行陰影校正；根據伽馬曲線校正經過陰影校正的圖像數據； 使用經過伽馬校正的圖像數據的背景信息來修改伽馬曲線。
還可通過提供一種形成圖像的設備來獲得本發(fā)明總體構思的上述和/或 其他方面和效用，所述設備包括圖像傳感器，從入射到該圖像傳感器上的 光產生圖像數據；機械裝置，將對象保留在平面上以提供入射到圖像傳感器 的光，所述機械裝置在圖像傳感器中產生背景數據響應特性；圖像處理器， 通過非線性校正數據來補償產生的圖像數據，所述非線性校正數據根據圖像 傳感器的背景數據響應特性使圖像傳感器的圖像響應線性化。
還可通過提供一種形成圖像的方法來獲得本發(fā)明總體構思的上述和/或 其他方面和效用，所述方法包括產生與圖像數據獲取裝置的特性相應的非 線性校正數據；從圖像數據獲取裝置獲得背景數據的響應；修改非線性校正 數據，以便為大于從對背景數據的響應確定的闊值的圖像數據的值提供背景 數據的校正值；將修改的非線性校正數據應用到圖像數據以產生圖像。
還可通過提供一種形成圖像的設備來獲得本發(fā)明總體構思的上述和/或 其他方面和效用，所述設備包括圖像傳感器陣列，從入射到圖像傳感器陣 列上的光產生圖像數據；機械裝置，將對象保留在平面上以提供入射到陣列 的光，所述機械裝置在陣列中的每個圖像傳感器中引入相應的背景數據響應； 圖像處理器，通過非線性校正數據來補償產生的圖像數據，所述非線性校正 數據根據陣列中至少一個圖像傳感器的背景數據響應特性使所述至少一個圖 像傳感器的圖像響應線性化。
還可通過提供一種圖像處理器來獲得本發(fā)明總體構思的上述和/或其他
方面和效用，所述圖像處理器包括存儲部分，存儲圖像數據和非線性校正 數據；圖像處理部分，接收圖像數據的背景數據，并修改非線性校正數據以 便為從接收的背景數據確定的有陰影的背景數據產生校正的背景數據，所述 圖像處理器隨后將修改的非線性校正數據應用到圖像數據。
還可通過提供一種成像設備來獲得本發(fā)明總體構思的上述和/或其他方 面和效用，所述設備包括機械裝置，保持文檔和掃描平面之間的空間排列； 圖像傳感部分，照亮文檔，并響應于從文檔反射的光產生圖像數據，所述圖 像數據包括由照亮除了由機械裝置保持的空間排列之外的空間排列中的文檔 所產生的陰影；圖像處理部分，將非線性校正數據應用到圖像數據，所述圖 像處理部分從自背景圖像數據確定的陰影的特性和在獲得陰影特性之前被應 用到背景圖像數據的其他非線性校正數據來產生非線性校正數據。
還可通過提供一種改善包括在背景顏色上的前景顏色標記的掃描圖像中 的改善陰影效應的方法來獲得本發(fā)明總體構思的上述和/或其他方面和效用， 所述方法包括確定與顯示出陰影效應的背景顏色相應的掃描圖像的顏色的 閾值；從對產生至少按與顯示出陰影效應的背景顏色相應的顏色的閾值修改 的掃描圖像的處理的已知響應，產生非線性校正數據；將非線性校正數據應 用到掃描圖像以改善掃描圖像的陰影效應。


通過下面結合附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面 和效用將會更清楚并更容易理解，其中
圖1是示出根據本發(fā)明總體構思的示例性實施例的成像設備的構造的框
圖2是示出根據本發(fā)明總體構思的另一示例性實施例的成像設備的構造 的框圖3A到圖3C是示出根據本發(fā)明總體構思的示例性實施例的伽馬校正的 曲線修改的曲線圖5是示出根據本發(fā)明總體構思的示例性實施例的成像方法的示圖。
具體實施例方式
現在將對本發(fā)明總體構思的實施例進行詳細描述，本發(fā)明的示例表示在 附圖中。下面參照附圖描述這些實施例以便解釋本發(fā)明總體構思。
圖1是根據本發(fā)明總體構思的示例性實施例的成像設備的構造的框圖。
如圖1所示，作為成像設備的掃描儀100包括用戶輸入部分110、圖像 傳感部分120、圖像處理部分130、電機140、控制器150、在掃描操作期間 將文檔保留在掃描平面上以產生圖像數據的機械裝置160、和存儲部分170。 應該理解圖1的功能劃分通過對示出的示例性實施例的部件的描述而便于對 本發(fā)明總體構思的理解，但是這種構造并非實施本發(fā)明總體構思所必要的。 除了這里顯示和描述的部件之外的部件可被代替，在多個部件中執(zhí)行的功能 可被結合到一個部件，分開描述的部件可分布在多個部件中。事實上，在察 看本公開時，多種修改、替換和改變對本領域的技術人員來說都是明顯的， 并且本發(fā)明總體構思意欲包括這種替換的構造。
如這里使用的，術語"文檔"意指在背景顏色的介質上具有前景顏色的 標記的對象。符合這種規(guī)范的多個對象對本領域的技術人員來說將是顯然的， 但這只是描述的目的而不作為限制，本發(fā)明總體構思將根據黑白圖像來描述， 該圖像通常被稱作文檔。然而，術語"圖像"可以與術語"文檔"交換使用 而不意味著對象之間的不同，但是這種可交換的術語的使用意在指示本發(fā)明 總體構思中可用的對象的廣闊范圍。
示例性機械裝置160是指掃描平面駐留在其中的結構，其中，掃描平面 是將被掃描的文檔所放置的表面。機械裝置160可包括將掃描平面與外部光 隔離的蓋子162。示例性電機140在控制器150的控制下沿著相對于掃描平 面上的靜止文檔的掃描方向(例如，從右到左或從前到后)移動圖像傳感部分 120。示例性用戶輸入部分110從用戶接收指令，并將接收到的指令發(fā)送到控 制器150，根據通過用戶輸入部分IIO提供的用戶的指令，控制器150控制 圖像傳感部分120和電機140。
本發(fā)明總體構思可包括自動文檔進紙器，以作為機械裝置160的一個部 件，所述自動文檔進紙器傳送文檔穿過圖像傳感部分120，這與調動圖像傳 感部分120穿過文檔的其他實施例相反。作為選擇，自動文檔進紙器可將文 檔傳送到掃描平面上，隨后，圖像傳感部分120移動，穿過掃描平面上的靜
止文檔。實際上，本發(fā)明總體構思可被應用到多種可選擇的掃描機械裝置， 這對本領域的技術人員來說是顯然的。不管其實施方式，機械裝置160可以 具有以某種方式不將文檔固定在掃描平面上的部分，以在整個掃描操作中均 勻地照亮文檔。本發(fā)明總體構思不管發(fā)生誤差的機械裝置的詳細實施來補償 在這種條件下獲得的圖像數據中的誤差。
例如，示例性圖像傳感部分120用白光照射放置在掃描平面上的文檔， 在光學傳感器(比如CMOS接觸式圖像傳感器(CIS)或電荷耦合裝置(CCD))中 接收從文檔反射的光，將接收到的光轉換到模擬圖像信號，并借助A/D轉換 器將模擬圖像信號轉換到數字圖像信號以產生數字圖像數據。圖像傳感部分 120的圖傳—傳感器可具有600dpi或1200dpi的高分辨率，并且可包括沿掃描 平面的寬度(或作為選擇地，長度)方向排列的圖像傳感器模塊的線性陣列，當 圖像傳感器模塊陣列被調動而穿過掃描平面時，每個圖像傳感器模塊接收來 自文檔的特定部分的光。
如下面所描述的，在圖像處理操作期間，示例性存儲部分170為來自圖 像傳感部分120的圖像數據提供存儲器。另外，如下所述，在本發(fā)明總體構 思的特定實施例中，存儲部分170可存儲由掃描儀100中一個或多個處理器 執(zhí)行以實現其功能的處理器指令。這樣，存儲部分170可以是永久存儲器(比 如只讀存儲器(ROM)、閃存、磁或光學存儲裝置等)和易失性存儲器(比如隨機 存取存儲器(RAM)等)的組合。還應該理解，盡管在圖1中存儲部分170作為 分開的部件而被示出，但是存儲部分170可分布在多個裝置中，作為示出的 其他部件中的元件。為了描述的目的而不作為限制，下面將存儲部分170作 為分開的部件來討論，并且如這里所使用的，術語"存儲部分170"，或者"存 儲器170"意指掃描儀100的結合的存儲能力，以包括比如通道和延遲線的 臨時存儲器。
示例性圖像處理部分130針對圖像傳感部分120和機械裝置160的特性 補償產生的圖像數據以提高圖像質量，比如提高圖像對比度。圖像處理部分 130可包括陰影校正部分132、伽馬校正部分134和圖像強調部分136。圖像 處理部分130可以以石更件、軟件或二者的組合來實現。例如，圖像處理部分 130可以是執(zhí)行駐留在存儲器170中的處理器指令代碼以實現其功能部件(比 如陰影校正部分132、伽馬校正部分134和圖像強調部分136)的數字信號處 理器。作為選擇，圖像處理部分130可以以專用電路來實現，或者可以被實
現在執(zhí)行其他功能模塊(比如控制器150)的處理器指令的處理器上。在不脫離 本發(fā)明總體構思的精神和范圍的情況下，可以實現圖像處理設備130的多種 替換和改變。
示例性陰影校正部分132執(zhí)行可在CIS或CCD傳感器中接收的光被轉 換到模擬圖像信號，并且通過A/D轉換器從模擬圖像信號產生數字圖像數據 的同時發(fā)生的圖l象質量劣化的補償。
在示例性陰影補償中，圖像傳感器首先用光照射位于掃描儀100中的白 條，并接收從白條反射的光?；诮邮盏降墓?，獲得位于陣列中的位置i處 的圖像傳感器的白色等級Wi,并且在例如存儲器170中存儲從穿過陣列的所 有單位的圖像傳感器的響應產生的陰影剖面(shade profile)。存儲的陰影剖面 可被用作文檔被掃描時的補償的參考值。
例如，根據下面的等式(l)來應用陰影校正。<formula>formula see original document page 13</formula>
其中，x表示產生的圖像的數據值；Ki表示圖像傳感器i的黑色等級， 并可表示產生的圖像數據的最小值；Wi表示圖像傳感器i的白色等級，并可 表示產生的圖像數據的最大值；i表示在陣列中圖像傳感器的位置；n表示陰 影補償的輸出值的比特數。例如，在本發(fā)明總體構思的特定實施例中，用于 陰影補償的比特數是16，或者在其他實施例中，比特數是IO。
在本發(fā)明總體構思的特定實施例中，從參考剖面(reference profile)中獲得 值Wi和Ki,比如從自上述白條反射的光以獲得每個圖像傳感器的Wi，從例 如自標準色表的黑色標準中獲得Ki。在對任何非零黑色偏移進行調整時圖像 數據值x落入范圍(Wi-Ki)的情況下建立在等式(l)中給出的陰影校正函數。 然后，縮放結果以增加陰影校正圖像數據的動態(tài)范圍。應該理解，等式(l)的 數學關系是實現陰影校正部分132的硬件、軟件或者這二者執(zhí)行的可能處理 的描述。實現概念上相似的對象的其他操作在不脫離本發(fā)明總體構思的精神 和范圍的情況下，可被用于本發(fā)明總體構思。
例如，示例性伽馬校正部分134使用與伽馬曲線相應的存儲的數據來補 償非線性的經陰影校正的圖像數據。可通過將掃描的標準色表(比如灰度色表) 的圖像特性與該色表中的顏色的已知值相比較來產生伽馬曲線。比如，可通 過經用戶輸入部分110的校準過程的用戶初始化來周期性地執(zhí)行這個過程。
在本發(fā)明總體構思的特定實施例中，色表的掃描數據其上應用了上述的陰影
校正處理。因此，在執(zhí)行陰影補償之后，如圖3A所示，數字圖像數據相對 于它們相應的實際值是非線性的。在圖3A中，以采用0和255之間的值的8 比特數據作為圖像數據的示例。如圖3B所示，通過將非線性關系的反函數應 用到非線性圖像數據，如圖3C所示，輸出線性關系。伽馬校正部分134可將 適合的結構(比如查找表)存儲在存儲部分170中，在存儲部分170中，可檢索 伽馬曲線的值。在本發(fā)明總體構思的特定實施例中，伽馬校正部分134可將 經過陰影校正的圖像數據劃分成多個區(qū)域，并保持與每個區(qū)域相應的伽馬曲 線。
示例性圖像強調部分136補償在圖像傳感部分120的頻率響應和掃描的 文檔的空間頻率分布之間存在差異時發(fā)生的信號誤差。例如，通過使用數字 有限脈沖響應(FIR)濾波器，圖像強調部分136強化圖像的銳度。應該理解， 本發(fā)明總體構思并不限于由圖像強調部分136利用的濾波器的實施例。例如， 濾波器相對于圖像數據可以是靜態(tài)的，或者可以是動態(tài)結構以自適應地強調 圖像數據中的特定特征。
示例性控制器150控制伽馬校正部分134使用已經經過伽馬校正部分 134進行伽馬校正的圖像數據的背景信息來修改伽馬曲線。具體地講，控制 器150計算從伽馬校正部分134或者在本發(fā)明總體構思的特定實施例中，從 圖像強調部分136反饋的背景信息的平均值，并控制伽馬校正部分134使用 計算的平均值來修改伽馬曲線數據。可以從掃描經過機械裝置的(例如用蓋子
162覆蓋或者被提供給自動文檔進紙器的)僅具有背景顏色的參考頁(比如白 色參考頁)，來獲得背景信息。在經過陰影校正部分132的陰影校正和伽馬校 正部分134的伽馬曲線的計算之后，可獲得掃描的白色的頁面數據。隨后， 掃描的圖像的背景信息可被賦予平均值，或者可被賦予與背景顏色相應的值。 控制器150可控制伽馬校正部分134賦予所述平均值或者伽馬曲線數據中的 最小值，以便在圖像數據大于或等于背景圖像數據的平均值時輸出255的輸 出值。例如，可根據下面的等式(2)來修改伽馬曲線。 [等式2]
則
<formula>formula see original document page 14</formula>
其中，g(X)表示修改的伽馬校正數據，X表示產生的圖像數據值，f乂X)
表示f(X)的反函數，Bt表示掃描儀傳感區(qū)域的背景參考圖像數據的平均值。
在本發(fā)明總體構思的特定實施例中，比如通過經用戶輸入部分110的用
戶命令進行校準過程的初始化來周期性地執(zhí)行伽馬曲線數據的修改。作為選
擇，本發(fā)明總體構思的特定實施例將允許用戶按作業(yè)(job)來初始化伽馬曲線 校正。例如，當用戶希望增加特定圖像中的圖像對比度時，本發(fā)明實施例將 允許用戶特別為那項掃描作業(yè)產生修改的伽馬曲線的數據。在察看了本公開 時，對本領域的技術人員來說，關于本發(fā)明總體構思的其他用戶選項將是顯 然的，本發(fā)明總體構思的范圍意在包括所有這些選項。
應該理解，盡管這里描述的示例性文檔是底為白色字為黑色的，但是本 發(fā)明總體構思并不限于特定顏色方案。在察看本公開時，對本領域的技術人 員來說，各種圖像類型的應用將會是顯然的，本發(fā)明總體構思意在包括這些 可選擇方案。實際上，本發(fā)明總體構思可被應用到多譜應用，其中，可按調 色板中的各個顏色來產生陰影校正函數和相應的伽馬校正曲線。為了校正這 樣的伽馬曲線數據，可掃描特定背景顏色的參考頁并可對與該特定顏色相應 的伽馬曲線數據執(zhí)行上述的處理。因此，通過本發(fā)明總體構思的實施例可改
善具有多譜段上的能量的陰影效應。
圖2是示出根據本發(fā)明總體構思的另一示例性實施例的成像設備的構造 的框圖。
如圖2中所示，作為成像設備的掃描儀100包括圖像傳感部分210、陰 影校正部分220、伽馬曲線校正部分230、圖像合成部分240、圖像強調部分 250和控制器260，以補償由于機械裝置的不均勻性而可能發(fā)生的圖像劣化。
圖像傳感部分210可包括n個例如以線性陣列排列的圖像傳感器芯片以 從寬文檔(比如A3或A4紙)獲得掃描數據。為了描述而不作為限制的目的， 圖2描述了 6個圖像傳感器芯片211至216,但是本發(fā)明總體構思可應用任 意數量的圖像傳感器芯片。圖像傳感器芯片211至216可被構造在不同的基 底上，因此，陰影特性和伽馬特性可被分布在圖像傳感器芯片211至216的 陣列中。因此，示例性陰影校正部分220對在圖像傳感器芯片211至216中 的每個圖像傳感器芯片中產生的圖像數據執(zhí)行陰影校正，并且伽馬曲線校正 部分230使用各個伽馬曲線對經過陰影校正的圖像傳感器芯片211至216中 的每個圖像傳感器芯片的圖像數據進行伽馬校正，以使輸出圖像數據線性化。
用于隔離掃描操作和外部光的蓋子162可能會變形，因此，可能不會在 整個文檔上施加均勻的壓力。這在蓋子162以廉價的工藝(比如塑料成型工藝) 被構造時尤其如此。蓋子162可變得彎向這樣的點，在文檔的中心部分與文 檔接觸的量不同于在文檔的邊緣部分與文檔接觸的量。如果使用這種變形的 蓋子162，則引入圖像傳感器芯片211至216的外部光的量在掃描時變化， 并且圖像亮度根據蓋子162的部分與文檔的相應部分之間的接觸而變化。在 這種示例中，通常文檔的白色部分是最顯著地受到影響的部分。
控制器260可被反饋回白色數據，或者相應的背景顏色數據，所述白色 數據或背景顏色數據包含在掃描時圖像傳感器芯片211至216之間的外部光 量的不同而引起的失真，所述不同可隨后被用于補償掃描的圖像的背景信息。 另外，控制器260可指導伽馬曲線校正部分230使用失真的背景信息來修改 伽馬曲線數據以補償白色背景參考圖像的劣化，從而這可被應用到掃描的圖 像。在本發(fā)明總體構思的特定實施例中，控制器260可估計與圖像傳感部分 210的一組圖像傳感器芯片相應的背景信息，以減少處理和存儲開銷。
圖4A和圖4B是示出根據本發(fā)明總體構思的示例性實施例的伽馬曲線的 修改的曲線圖。具體地講，圖4A和圖4B示出補償由蓋子162的不均勻性而 引起的圖像質量的劣化。使用包含由于蓋子162的不均勻性而引起的陰影效 應的產生的背景信息并隨后修改伽馬曲線以使得在背景信息中觀察到的陰影 數據線性化來校正曲線。例如，如果在圖4A中示出的背景信息值Bt是200， 則通過經修改的伽馬曲線將背景信息值200的圖像數據值修改到255來改善 圖像質量劣化。因此，如圖4B所示，可獲得線性輸出。
為了進一步說明，在本發(fā)明總體構思的特定實施例中，如果例如通過第 六圖像傳感器216產生的背景信息值包含由蓋子162的變形引起的異常，例 如具有值200,并且通過其他圖像傳感器211至215產生的背景信息值是255， 則通過背景信息值只修改第六伽馬校正部分236的伽馬曲線，因此，所有圖 像傳感器211至216的白色等級被設置為值255，從而改善圖像質量的劣化。
圖5是示出根據本發(fā)明總體構思的示例性實施例的成像方法的流程圖。 將結合圖1和圖2來描述圖5的流程圖。
如果用戶在掃描平面上放置了文檔，用蓋子162覆蓋文檔，并通過用戶 輸入部分IIO輸入了掃描指令，則在操作S502，控制器150控制電機140和 圖像傳感部分120通過產生圖像數據形成放置在掃描平面上的文檔的圖像。
在操作S504,陰影校正部分132使用陰影剖面對圖像傳感部分120產生
的圖像數據執(zhí)行陰影校正。在本發(fā)明總體構思的特定實施例中，如圖2所示，
陰影校正部分220對各個圖像傳感器的相應區(qū)域產生的圖像數據執(zhí)行陰影校 正。
在操作S506，伽馬校正部分134對經過陰影校正的圖像數據執(zhí)行伽馬校 正。在本發(fā)明總體構思的特定實施例中，經過陰影校正的圖像數據被劃分成 多個區(qū)域，在所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域中使用相應的伽馬曲線數據執(zhí)行伽 馬校正。另外，如圖2所示，伽馬校正部分230可在與各個圖像傳感器相應 的每個區(qū)域中使用伽馬曲線對經過陰影校正的圖像數據執(zhí)行伽馬校正。
在操作S508，控制器150獲得經過伽馬校正的圖像數據的背景信息。使 用經過伽馬校正的通過掃描背景參考圖像(比如白色參考頁)獲得的圖像數據 的平均值或者最小值來獲得背景信息。如果伽馬校正部分134對每個區(qū)域的 圖像數據執(zhí)行了伽馬校正，或者如圖2所示執(zhí)行與每個區(qū)域的圖像傳感器相 應的伽馬校正，則使用與通過掃描白色圖像并獲得每個區(qū)域的失真信息而獲 得的背景顏色值相應的伽馬校正的圖像數據的平均值或者最小值來獲得背景 信息。
在操作S510，控制器150控制伽馬校正部分134使用背景信息修改伽馬 曲線或者^f吏用多個區(qū)域的背景信息來修改每個區(qū)域的伽馬曲線。
在操作S512,圖像強調部分136強調通過修改的伽馬曲線進行伽馬校正 的圖像數據的銳度。
從上面的描述中可顯然得知，本發(fā)明總體構思提供了一種成像設備和成 像方法，所述成像設備和成像方法通過簡單地將數據值賦予文檔的背景來補 償圖像質量的劣化。
另外，本發(fā)明總體構思提供了一種成像設備和成像方法，所述成像設備 和成像方法補償因為機械裝置的不均勻性而發(fā)生的圖像質量的劣化。
盡管已經示出并描述了本發(fā)明總體構思的幾個示例性實施例，但是本領 域的技術人員應該理解，在不脫離本發(fā)明總體構思的原理和精神的情況下， 可對這些實施例進行改變，本發(fā)明的范圍在權利要求及其等同物中限定。
權利要求
1、一種成像設備，包括圖像傳感部分，產生放置在掃描平面上的文檔的圖像數據；陰影校正部分，對產生的圖像數據執(zhí)行陰影校正；伽馬校正部分，根據伽馬曲線校正經過陰影校正的圖像數據；控制器，控制伽馬校正部分使用經過伽馬校正的圖像數據的背景信息來修改伽馬曲線。
2、 如權利要求1所述的成像設備，其中，伽馬校正部分將經過陰影校正 的圖像數據劃分成多個區(qū)域，并根據各個區(qū)域的伽馬曲線來校正經過陰影校 正的圖像數據。
3、 如權利要求1所述的成像設備，其中，圖像傳感部分包括多個圖像傳 感器，其中，陰影校正部分對與各個圖像傳感器相應的區(qū)域的產生的圖像數據 執(zhí)行陰影校正。
4、 如權利要求3所述的成像設備，其中，伽馬校正部分根據與各個圖像 傳感器相應的每個區(qū)域的伽馬曲線來校正經過陰影校正的圖像數據。
5、 如權利要求2所述的成像設備，其中，控制器控制伽馬校正部分使用 經過伽馬校正的圖像數據的背景信息來修改每個區(qū)域的伽馬曲線。
6、 如權利要求5所述的成像設備，其中，控制器計算經過伽馬校正的通 過掃描白色圖像而獲得的圖像數據的每個區(qū)域的平均值，并控制伽馬校正部 分使用計算的平均值來修 文每個區(qū)域的伽馬曲線。
7、 如權利要求4所述的成像設備，其中，陰影校正部分根據下面的等式 來對產生的圖像數據執(zhí)行陰影校正/0) = 2"附-&其中，f(x)表示經過陰影校正的圖像數據，x表示產生的圖像數據的數據 值，Ki表示產生的圖像數據的最小值，Wi表示產生的圖像數據的最大值，n 表示輸出比特數。
8、 如權利要求7所述的成像設備，其中，根據下面的等式來修改伽馬曲線 <formula>formula see original document page 3</formula>a:其中，g(x)表示修改的伽馬曲線，x表示產生的圖像數據的數據值，f乂x) 表示f(x)的反函數，Bt表示經過伽馬校正的圖像數據的每個區(qū)域的平均值。
9、 如權利要求8所述的成像設備，還包括圖像強調部分，強調根據修 改的伽馬曲線進行伽馬校正的圖像數據的銳度。
10、 如權利要求9所述的成像設備，其中，圖像強調部分包括數字有限 脈沖響應濾波器。
11、 如權利要求1所述的成像設備，其中，圖像傳感部分包括CMOS接 觸式圖像傳感器和電荷耦合裝置之一 。
12、 一種成像方法，包括產生放置在掃描平面上的文檔的圖像數據；對產生的圖像數據執(zhí)行陰影校正；才艮據伽馬曲線校正經過陰影校正的圖像數據；使用經過伽馬校正的圖像數據的背景信息來修改伽馬曲線。
13、 如權利要求12所述的成像方法，其中，根據伽馬曲線校正經過陰影 校正的圖像數據的步驟包括將經過陰影校正的圖像數據劃分成多個區(qū)域， 并使用各個區(qū)域的伽馬曲線來校正經過陰影校正的圖像數據。
14、 如權利要求12所述的成像方法，其中，執(zhí)行陰影校正的步驟包括 對與各個圖像傳感器相應的區(qū)域的產生的圖像數據執(zhí)行陰影校正。
15、 如權利要求14所述的成像方法，其中，使用伽馬曲線校正經過陰影 校正的圖像數據的步驟包括根據與各個圖像傳感器相應的每個區(qū)域的伽馬 曲線來校正經過陰影校正的圖像數據。
16、 如權利要求13所述的成像方法，其中，修改伽馬曲線的步驟包括 使用經過伽馬校正的圖像數據的背景信息來修改每個區(qū)域的伽馬曲線。
17、 如權利要求16所述的成像方法，其中，修改伽馬曲線的步驟包括 計算經過伽馬校正的通過掃描白色圖像而獲得的圖像數據的每個區(qū)域的平均 值，并使用計算的平均值來修改每個區(qū)域的伽馬曲線。
18、 如權利要求15所述的成像方法，其中，執(zhí)行陰影校正的步驟包括 根據下面的等式來對產生的圖像數據執(zhí)行陰影校正其中，f(X)表示經過陰影校正的圖像數據，X表示產生的圖像數據的數據值，Ki表示產生的圖像數據的最小值，Wi表示產生的圖像數據的最大值，n 表示輸出比特數。
19、如權利要求18所述的成像方法，其中，修改伽馬曲線的步驟包括 根據下面的等式來修改伽馬曲線255 ;c 2價 255^^1 k價其中，g(x)表示修改的伽馬曲線，x表示產生的圖像數據的數據值，f乂x) 表示f(x)的反函數，Bt表示經過伽馬校正的圖像數據的每個區(qū)域的平均值。
20、 如權利要求19所述的成像方法，還包括強調根據修改的伽馬曲線 進行伽馬校正的圖像數據的銳度。
21、 一種形成圖像的設備，包括圖像傳感器，從入射到所述圖像傳感器上的光產生圖像數據； 機械裝置，將對象保留在平面上以提供入射到圖像傳感器的光，所述機械裝置在圖像傳感器中產生背景數據響應特性；圖像處理器，通過非線性校正數據來補償產生的圖像數據，所述非線性校正數據根據圖像傳感器的背景數據響應特性使圖像傳感器的圖像響應線性化。
22、 如權利要求21所述的設備，其中，圖像處理器包括陰影校正部分， 將圖像數據縮放與最大圖像數據值和最小圖像數據值之間的差相應的量。
23、 如權利要求22所述的設備，其中，從通過圖像傳感器產生的各個參 考圖像獲得最大圖像數據值和最小圖像數據值。
24、 如權利要求21所述的設備，其中，圖像處理器包括伽馬校正部分， 從縮放了與最大圖像數據值和最小圖像數據值之間的差相應的量的圖像數據 產生第一非線性校正數據。
25、 如權利要求24所述的設備，其中，伽馬校正部分根據第一非線性校 正數據和背景數據響應特性來產生所述非線性校正數據。
26、 如權利要求21所述的設備，其中，圖像處理器包括圖像強調部分， 對圖像傳感器和機械裝置的組合的頻率響應和產生圖像數據的圖像的空間頻 率分布之間的差異而產生的頻率的圖像數據進行濾波。
27、 如權利要求21所述的設備，還包括用戶輸入部分；與用戶輸入部分通信的控制器，從用戶輸入部分接收用戶指令，所述用 戶指令中的至少一個指令指示被提供到圖像傳感器的圖像數據是確定背景凄t 據響應特性的圖像。
28、 一種形成圖像的方法，包括產生與圖像凄t據獲取裝置的特性相應的非線性;歐正數據； 獲得響應于被提供到圖像數據獲取裝置的背景數據的信號； 修改非線性校正數據，以便為大于從背景數據信號確定的閾值的圖像凄t 據值提供背景數據的校正值；將修改的非線性校正數據應用到圖像數據以產生圖像。
29、 如權利要求28所述的方法，其中，修改非線性校正數據的步驟包括 為超過閾值的圖像數據的值提供背景顏色的上限值作為所述圖像數據的校正 值。
30、 如權利要求28所述的方法，還包括在修改非線性校正數椐之前將非線性校正數據應用到背景數據。
31、 如權利要求30所述的方法，還包括在將非線性校正數據應用到背景數據之前，將背景數據縮放與最大圖像 數據值和最小圖像數據值之間的差相應的量。
32、 如權利要求31所述的方法，其中，修改非線性校正數據的步驟包括 為低于閾值的圖像數據的值提供與背景圖像縮放量的函數的反函數相應的值 作為校正值。
33、 如權利要求28所述的方法，還包括在將修改的非線性校正數據應用到圖像數據之前，將圖像數據縮放與最 大圖像數據值和最小圖像數據值之間的差相應的量。
34、 一種形成圖像的設備，包括圖像傳感器陣列，從入射到圖像傳感器陣列上的光產生圖像數據； 機械裝置，將對象保留在平面上以提供入射到圖像傳感器陣列的光，所述機械裝置在陣列中的每個圖像傳感器中引入相應的背景數據響應；圖像處理器，通過非線性校正數據來補償產生的圖像數據，所述非線性校正數據根據陣列中至少一個圖像傳感器的背景數據響應特性使所述至少一個圖像傳感器的圖像響應線性化。
35、 一種圖像處理器，包括存儲部分，存儲圖像數據和非線性校正數據；圖像處理部分，接收圖像數據的背景數據，并修改非線性校正數據，以 便為從接收的背景數據確定的有陰影的背景數據產生校正的背景數據，所述 圖像處理器隨后將修改的非線性校正數據應用到圖像數據。
36、 一種成像設備，包括機械裝置，保持文檔和掃描平面之間的空間排列；圖像傳感部分，照亮文檔，并響應于從文檔反射的光產生圖像數據，所 述圖像數據包括由照亮除了由機械裝置保持的空間排列之外的空間排列中的 文檔所產生的陰影；圖像處理部分，將非線性校正數據應用到圖像翁:據，所述圖像處理部分 從自背景圖像數據確定的陰影的特性和在獲得陰影特性之前被應用到背景圖 像數據的其他非線性校正數據來產生非線性校正數據。
37、 一種改善包括在背景顏色上前景顏色的標記的掃描圖 <象中的陰影效 應的方法，所述方法包括確定與顯示出陰影效應的背景顏色相應的掃描的圖像的顏色的閾值； 從對產生至少按與顯示了陰影效應的背景顏色相應的顏色的閾值修改的 掃描圖像的處理的已知響應，產生非線性校正數據；將非線性校正數據應用到掃描圖像以改善掃描圖像的陰影效應。
全文摘要
一種成像設備，包括圖像傳感部分，產生放置在掃描平面上的文檔的圖像數據；陰影校正部分，對產生的圖像數據執(zhí)行陰影校正；伽馬校正部分，根據伽馬曲線校正經過陰影校正的圖像數據；控制器，控制伽馬校正部分根據經過伽馬校正的圖像數據的背景信息來修改伽馬曲線。用此構造，可改善由于比如掃描儀的機械裝置的不均勻性可能發(fā)生的圖像質量的劣化。
文檔編號H04N1/40GK101188660SQ20071014662
公開日2008年5月28日 申請日期2007年8月23日 優(yōu)先權日2006年11月22日
發(fā)明者金炅萬 申請人:三星電子株式會社