專利名稱：影像信號處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像信號處理裝置。
影像處理裝置是指應(yīng)用反射光線及光敏元件(例如電荷耦合元件)，產(chǎn)生影像信號，此影像信號根據(jù)需要進(jìn)一步經(jīng)過處理、儲存及顯示出來。影像掃瞄器、照相機(jī)及傳真機(jī)即是現(xiàn)代辦公室及居家影像信號處理應(yīng)用之典型例子。


圖1所示的是傳統(tǒng)影像處理系統(tǒng)的方塊圖。文件上的影像經(jīng)由燈管10的照射及鏡面11的反射后，被透鏡12所聚焦。此聚焦的影像被光敏元件(電荷耦合元件)13探測到后，再經(jīng)由一前置處理電路14(通常為直流增益放大器)處理。接著，影像信號由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)15轉(zhuǎn)換成數(shù)位形式，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器15的參考信號輸入系由一數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)16所提供。上述數(shù)位信號再經(jīng)由后置處理裝置17(例如一伽瑪γ(Gamma)處理器)所處理，最后，再將其儲存于記憶緩沖區(qū)(簡稱為記憶體)18中，以做進(jìn)一步的處理或顯示。
傳統(tǒng)的影像處理系統(tǒng)具有下列缺點。第一，模數(shù)轉(zhuǎn)換器15的位元數(shù)依據(jù)系統(tǒng)需求增加時，數(shù)模轉(zhuǎn)換器16的位元數(shù)也要跟著增加。由于數(shù)模轉(zhuǎn)換器16的位元數(shù)增加后，其內(nèi)部等效電阻也跟著增加，因而使得整個系統(tǒng)的速度變慢。第二，當(dāng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器16的位元數(shù)增加，則成本跟著增加，且該元件在市場上也不易取得。第三，由于數(shù)模轉(zhuǎn)換器16之反應(yīng)時間通常較長，因此由數(shù)模轉(zhuǎn)換器16以調(diào)整模數(shù)轉(zhuǎn)換器15的參考信號，將會大大的減緩模數(shù)轉(zhuǎn)換器15的速度。此外，不斷變化的參考信號更會產(chǎn)生系統(tǒng)的干擾訊號，因而進(jìn)一步造成系統(tǒng)的不穩(wěn)。
在圖1中，從前置處理電路14至記憶體18之間的電路，都是用于處理彩色信號(即紅、緣、藍(lán))其中的一種信號。如果要處理其它兩種顏色信號，則需要再增加兩組同樣的電路，然而如此將會耗用許多的電路及功率。
本發(fā)明的目的在于提供一種能克服上述缺點的處理影像的速度較快、質(zhì)量較好且成本也不高的影像信號處理裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種影像信號處理裝置包括由光敏元件將反射聚焦后的圖片的掃描圖點的強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)換成多個彩色電信號，經(jīng)一前置處理電路后，該彩色電信號經(jīng)過一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)位信號，再經(jīng)一后置處理裝置后送到記憶體中儲存，其中，所述的前置處理電路包括一個多路傳輸器將多個彩色電信號進(jìn)行多路傳輸(multiplex)，被多路傳輸后的彩色電信號的直流電位經(jīng)一調(diào)整裝置加以調(diào)整，此調(diào)整后之彩色電信號送到所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換成為數(shù)位形式，在所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器后的后置處理裝置包括一個將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)位化的彩色電信號由于本裝置的其它部分造成的明暗線(shading)現(xiàn)象進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償裝置，該補(bǔ)償后的信號通過一個增強(qiáng)裝置以增強(qiáng)部分補(bǔ)償后的彩色信號，在增強(qiáng)裝置中還可以包含一使用內(nèi)插法的對應(yīng)(mapping)裝置，其是根據(jù)(Gamma)曲線，以對應(yīng)每一該補(bǔ)償?shù)牟噬娦盘栔烈粚?yīng)的彩色電信號，該對應(yīng)的彩色電信號儲存于儲存體內(nèi)，且該對應(yīng)的彩色電信號的數(shù)目小于該補(bǔ)償?shù)牟噬娦盘柕臄?shù)目，所述的記憶體用以儲存增強(qiáng)后的彩色信號，并以序列方式儲存。
本裝置中由于在光敏元件后采用了多路傳輸器，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器后采用了補(bǔ)償電路及增強(qiáng)裝置，因此對所要處理的影像信號處理的速度較快，質(zhì)量也較高且沒有增加較多的電路，所以成本也不高，因此，本裝置可作各種類型的影像處理用。
下面通過一個實施例的附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)詳述如下圖1是傳統(tǒng)影像處理系統(tǒng)的方塊圖。
圖2是本發(fā)明實施例之一的方塊圖。
圖3是圖2中多路傳輸器的信號波形圖。
圖4是伽瑪(Gamma)值小于一的信號增強(qiáng)曲線圖。
圖5是伽瑪(Gamma)值大于一的信號增強(qiáng)曲線圖。
圖6是內(nèi)插方法的一個例子。
圖2所示本發(fā)明實施例之一的方塊圖。圖片或文件之掃描圖點經(jīng)由反射、聚焦后，被一列的光敏元件(CCD)20(本實施例中用電荷耦合元件)所探測到，因而將影像之強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成彩色(紅、綠、藍(lán))電子信號。此彩色電信號再由多路傳輸器22所分配，使得紅、綠、藍(lán)以序列的方式插入至相鄰位置。多路傳輸器22之輸出系由選擇信號S0、S1所決定，如圖3所示，其中信號C為來自電荷耦合元件20的影像信號，且其較高電位的部份系代表一掃瞄圖點之起點。當(dāng)“S0”、“ S1”為“0”“0”時，則通過紅色信號；當(dāng)“S0”、“S1”為“ 0”“1”時，則通過綠色信號；而當(dāng)“S0”、“S1”為“1”“0”時，則通過藍(lán)色信號。眾所周知，圖3的選擇信號個數(shù)不一定要為二，且彩色信號通過之順序也不一定需要依照實施例中所示之順序。
調(diào)整電路24用以調(diào)整被多路傳輸?shù)牟噬娦盘栔绷麟娢?，使其符合接下來的模?shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)26的最佳操作范圍。在本實施例中，具有反饋回路的運算放大器240，根據(jù)一參考直流電壓242以產(chǎn)生放大信號。此放大信號的增益，則由增益放大器244所調(diào)整。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)26是用以轉(zhuǎn)換調(diào)整后之彩色電信號使之成為數(shù)位形式。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)26之位元數(shù)則根據(jù)系統(tǒng)的精確度要求及成本來決定。
一般掃瞄之影像都會具有明暗線(Shading)之現(xiàn)象，這些線條通常會較鄰近的區(qū)域暗或淡，有時候甚至?xí)幸徽麕?band)的暗線或淡線發(fā)生，因而使得顯示或列印出來的影像無法辨析。此種明暗線現(xiàn)象通常是由光源、鏡子、透鏡或電荷耦合元件之缺陷或光線的扭曲之非均勻性光反射(photo-response non-uniformity)所造成，或者由系統(tǒng)老化或環(huán)境中的灰塵所造成。此種明暗線現(xiàn)象可以由補(bǔ)償電路28(圖2中為明暗線現(xiàn)象處理器)加以補(bǔ)償。傳統(tǒng)的明暗線現(xiàn)象補(bǔ)償電路及方法可用于作此種補(bǔ)償。
增強(qiáng)裝置30在本實施例中用伽瑪γ(Gamma)電路，根據(jù)來自補(bǔ)償電路28的補(bǔ)償彩色電信號的強(qiáng)度，以增強(qiáng)部分補(bǔ)償后的彩色電信號。圖4所示一具有伽瑪(Gamma)值小于一的曲線，顯示靠近位于1024的明亮信號因而被增強(qiáng)了。相反的，圖5所示一具有伽瑪γ(Gamma)值大于一的曲線，顯示靠進(jìn)位于0之暗信號因而被增強(qiáng)了。傳統(tǒng)伽瑪γ(Gamma)電路30是用對應(yīng)(mapping)方法，根據(jù)伽瑪γ(Gamma)曲線，以對應(yīng)來自補(bǔ)償電路28的每一補(bǔ)償彩色信號至一對應(yīng)的增強(qiáng)信號。當(dāng)系統(tǒng)位元數(shù)增加后，儲存于記憶區(qū)的對應(yīng)資料(即對應(yīng)表)將會變得過大。為了克服上述問題，在本實施例中，只有使用到傳統(tǒng)一半或四分之一的對應(yīng)資料。對于無法在對應(yīng)表中找得到的對應(yīng)資料，則使用內(nèi)插方法以產(chǎn)生伽瑪(Gamma)對應(yīng)資料。圖6所示內(nèi)插方法的一個例子，其中X1、X2及Y1、Y2分別為已知的輸入及輸出。對于一個無法在對應(yīng)表中找得到的輸入值X，其相對應(yīng)之輸出值Y可以由下式產(chǎn)生Y=[(X-X1)/(X2-X1)]*(Y2-Y1)+Y1上式可以由硬件方法組合得到，其具有較快的速度。然而，如果速度不是一個很大的考量，則可以用軟件方法來達(dá)成。
在后處理裝置中的增強(qiáng)電路后與記憶體之間還可于置設(shè)一個強(qiáng)化及弱化電路32，強(qiáng)化(highlight)或弱化(shadow)效果是用來進(jìn)一步加以處理來自伽瑪γ(Gamma)電路30之增強(qiáng)彩色信號。除了強(qiáng)化(highlight)或弱化(shadow)電路以外，其他傳統(tǒng)之后置處理電路也可以用于此作適當(dāng)?shù)男盘柼幚怼?br> 最后，被處理完成之信號則儲存于記憶體34(例如隨機(jī)存取記憶體，RAM)內(nèi)。由于來自電荷耦合元件20之影像信號被多路傳輸器22分配，因此儲存于記憶體34內(nèi)時便以R1G1B1R2B2G2……之序列方式儲存，其中R1代表第一圖點的紅色信號，G1則代表第一圖點的綠色信號，B1則代表第一圖點的藍(lán)色信號，以此類推。然而，傳統(tǒng)的影像處理系統(tǒng)由于并無多路傳輸?shù)姆峙?，因此其影像信號則以R1R2R3…RnG1G2G3……GnB1B2B3…Bn之方式儲存。
權(quán)利要求
1．一種影像信號處理裝置，包括由光敏元件將反射聚焦后的圖片的掃描圖點的強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)換成多個彩色電信號，經(jīng)一前置處理電路后，該彩色電信號經(jīng)過一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)位信號，再經(jīng)一后置處理裝置后送到記憶體中儲存，其特征在于，所述的前置處理電路包括一個多路傳輸器將多個彩色信號加以多路傳輸(multiplex)；被多路傳輸后的彩色電信號的直流電位經(jīng)一調(diào)整裝置加以調(diào)整，經(jīng)調(diào)整裝置調(diào)整后的彩色電信號送到所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中成為數(shù)位形式；在所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器后的后置處理裝置包括一個將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)位化的彩色電信號由于本裝置其它部分所造成之明暗線(Shading)現(xiàn)象進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償裝置，該補(bǔ)償后的信號通過一個增強(qiáng)裝置以增強(qiáng)部分該補(bǔ)償后的彩色電信號；所述的記憶體，用以儲存該增強(qiáng)后的彩色信號，并以序列方式儲存。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的光敏元件是有數(shù)個光敏元件。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的數(shù)個光敏元件為一列電荷耦合元件。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的多路運輸器的彩色電信號的紅、綠、藍(lán)信號的多路傳輸是由二控制信號所控制。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的調(diào)整裝置至少包含用于輸入多路傳輸后的彩色電信號及一參考信號并產(chǎn)生一放大信號的一運算放大電路；及用于調(diào)整該放大信號的直流電位，使其在模數(shù)轉(zhuǎn)換器的操作范圍內(nèi)的一直流增益放大電路。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的增強(qiáng)裝置至少包含對應(yīng)(mapping)裝置，其是根據(jù)伽瑪(gamma)曲線，以對應(yīng)每一該補(bǔ)償?shù)牟噬娦盘栔烈粚?yīng)的彩色電信號。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的對應(yīng)的彩色電信號儲存于儲存體中，且該對應(yīng)的彩色電信號的數(shù)目小于該補(bǔ)償?shù)牟噬娦盘柕臄?shù)目。
8．根據(jù)權(quán)利要求6所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的對應(yīng)裝置所用的對應(yīng)方法為一內(nèi)插法。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像信號處理裝置，其特征在于，在所述的后處理裝置中的增強(qiáng)裝置與所述的記憶體之間置設(shè)一個用于進(jìn)一步處理增強(qiáng)的彩色電信號的強(qiáng)化及弱化處理器。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的強(qiáng)化及弱化處理器至少包含強(qiáng)化(highlight)處理裝置，用于強(qiáng)調(diào)部份該增強(qiáng)的彩色電信號的強(qiáng)度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的強(qiáng)化及弱化處理器至少包含弱化(shadow)處理裝置，用于減弱部份該增強(qiáng)的彩色電信號的強(qiáng)度。
12．一種影像信號處理裝置，包括由光敏元件將反射聚焦后的圖片的掃描圖點的強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)換成多個彩色電信號，經(jīng)一前置處理電路后，該彩色電信號經(jīng)過一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)位信號，再經(jīng)一后置處理裝置后送到記憶體中儲存，其特征在于，所述的前置處理電路包括一個多路傳輸器將多個彩色信號加以多路傳輸(multiplex)；被多路傳輸后的彩色電信號的直流電位經(jīng)一調(diào)整裝置加以調(diào)整經(jīng)調(diào)整裝置調(diào)整后的彩色電信號送到所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中成為數(shù)位形式；在所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器后的后置處理裝置包括一個將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)位化的彩色電信號由于本裝置其它部分所造成之明暗線(Shading)現(xiàn)象進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償裝置，該補(bǔ)償后的信號通過一個增強(qiáng)裝置以增強(qiáng)部分該補(bǔ)償后的彩色信號，在增強(qiáng)裝置中至少包含使用內(nèi)插法之對應(yīng)(mapping)裝置，其是根據(jù)伽瑪(Gamma)曲線，以對應(yīng)每一該補(bǔ)償?shù)牟噬娦盘栔烈粚?yīng)的彩色電信號，該對應(yīng)的彩色電信號儲存于儲存體內(nèi)，且該對應(yīng)的彩色電信號的數(shù)目小于該補(bǔ)償?shù)牟噬娦盘柕臄?shù)目，所述的記憶體，用以儲存該增強(qiáng)后之彩色信號，并以序列方式儲存。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的光敏元件是有數(shù)個光敏元件。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的數(shù)個光敏元件為一列電荷耦合元件。
15．根據(jù)權(quán)利要求12所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的多路運輸器的彩色電信號的紅、綠、藍(lán)信號的多路傳輸是由二控制信號所控制。
16．根據(jù)權(quán)利要求12所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的調(diào)整裝置至少包含用于輸入該多路傳輸后的彩色電信號及一參考信號并產(chǎn)生一放大信號的一運算放大電路；及用于調(diào)整該放大信號的直流電位，使其在模數(shù)轉(zhuǎn)換器的操作范圍內(nèi)的一直流增益放大電路。
17．根據(jù)權(quán)利要求12所述的影像信號處理裝置，其特征在于，在所述的后處理裝置中的增強(qiáng)裝置與所述的記憶體之間置設(shè)一個用于進(jìn)一步處理增強(qiáng)的彩色電信號的強(qiáng)化及弱化處理器。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的強(qiáng)化及弱化處理器至少包含強(qiáng)化(highlight)處理裝置，用于強(qiáng)調(diào)部份該增強(qiáng)的彩色電信號的強(qiáng)度。
19．根據(jù)權(quán)利要求17所述的影像信號處理裝置，其特征在于，所述的強(qiáng)化及弱化處理器至少包含弱化(shadow)處理裝置，用于減弱部份該增強(qiáng)的彩色電信號的強(qiáng)度。
全文摘要
一種影像信號處理裝置,包括光敏元件,前置處理電路,模數(shù)轉(zhuǎn)換器,后置處理裝置及儲存體,其前置電路包括多路傳輸器及調(diào)整器,后置處理裝置中包括補(bǔ)償裝置及增強(qiáng)裝置,而增強(qiáng)裝置又包含一根據(jù)伽瑪曲線的對應(yīng)表,以對應(yīng)每一補(bǔ)償?shù)牟噬娦盘栔烈粚?yīng)的彩色電信號,且對應(yīng)的彩色電信號的數(shù)目小于補(bǔ)償?shù)牟噬娦盘柕臄?shù)目,因而節(jié)省記憶空間。記憶體是以序列方式儲存的。本裝置處理影像信號速度快、質(zhì)量高且成本也不高。
文檔編號H04N1/00GK1208303SQ9711761
公開日1999年2月17日 申請日期1997年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月13日
發(fā)明者歐陽啟彬, 蔡嘉林 申請人:力捷電腦股份有限公司