一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法

專利名稱：一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法
技術領域：
本發明涉及一種掃描儀的校正方法，尤其涉及一種大型掃描儀的影象感測組件的校正方法。
背景技術：
對一般尺寸的掃描儀而言，由于能夠掃描的面積較小，因此用來接收掃描后的影像感測組件的體積不需要很大，使用一個影像感測組件即可滿足制造與使用上的需求。
而對大型掃描儀而言，若使用一個較大型的影像感測組件，就必須負擔較高的材料成本，而且會延長信號輸出的時間，所以難以符合制造與使用上的需求。
一般而言，大型掃描儀內至少設置有二個影像感測組件，每一個影像感測組件分別接收局部的影像信息。輸出時，再將各局部的影像信息組合并除去重疊的部分，然而當各影像傳感器之間的對應關系有誤差時，則必須利用復雜的影像后處理技術及運算才能消除產生的誤差。
一種顯而易見的方法，是在組裝各影像感測組件時，使每個影像感測組件之間保持對齊的狀態，這樣就能避免復雜的影像后處理技術及運算的問題。但影像感測組件是以鎖設方式組裝的，所以不可避免地存在著組裝誤差。因此必須進一步調整影像感測組件組裝后的歪斜與偏置，而在進行影像感測組件的調整前，則必須要獲得與影像感測組件歪斜和偏置的相關信息。目前大型掃描儀中的感測組件的校正方法，多數是通過多條掃描線掃描標準圖案后，將所獲得的影像信息作為校正該影像感測組件的依據來調整組裝影像感測組件后所產生的歪斜與偏置。

發明內容
為了簡化目前大型掃描儀中各影像感測組件的校正程序及減少校正時間，并使各影像感測組件不歪斜且使之互相平行，從而有助于提高影像輸出質量及縮短影像輸出的時間，本發明的主要目的旨在提供一種影像感測組件的校正方法，尤其是利用一條掃描線掃描校正圖形所取得的校正信息作為調整數個影像感測組件歪斜的依據。本發明的另一目的旨在提供一種感測組件的校正方法，尤其是在調整感測組件歪斜后，再次利用一條掃描線掃描校正圖形，將取得的信息作為數個影像感測組件輸出影像時調整影像間重疊與偏置的依據。
在本發明的大型掃描儀的影像感測組件的校正方法中，涉及本發明的大型掃描儀中至少包括了二個影像感測組件，以及至少包括二個校正圖形，且各校正圖形均已提供了已知的斜率。在滿足上述條件的基礎上，本發明按照以下步驟來實施各影像感測組件的校正方法掃描取樣，即用一根掃描線對各個校正圖形進行掃描；接收樣點，即各個影像感測組件接收掃描取樣的影像信息后，對應于校正圖形產生出分布的樣點；計算交點，即以各影像感測組件上分布的樣點，結合校正圖形所提供的已知斜率，計算出通過樣點的線的交點，且依據各影像感測組件上的樣點，至少計算出二個交點；校正歪斜，即通過比較一個影像感測組件上所計算出的各交點，來作為校正該影像感測組件相對兩端歪斜的依據。
特別需要指出，一根掃描線對每一個校正圖形應至少取得二個點狀的掃描信息，這樣，一個校正圖形就會在影像感測組件上至少顯示出二個樣點，同時，各影像感測組件需至少接收來自二個不同校正圖形上的數個樣點。
下面是對本發明的用于一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法的具體描述首先，用第一根掃描線掃描各個校正圖形，進行第一次掃描取樣。隨后，各個影像感測組件接收第一次掃描取樣后所傳出的影像信息，并在各影像感測組件上對應校正圖形產生分布的樣點，我們將此稱為第一次接收樣點。接著，將各影像感測組件上的樣點配合校正圖形所提供的已知斜率，計算出通過樣點的線的交點，且通過各影像感測組件上的樣點，至少計算出二個交點，我們將此稱為第一次計算交點。最后，通過比較一個影像感測組件上所計算出的各交點的關系，作為校正該影像感測組件相對兩端歪斜的依據，從而進行歪斜校正。
其次，用第二根掃描線掃描各個校正圖形，進行第二次掃描取樣。同樣的，各影像感測組件接收第二次掃描取樣后所傳出的影像信息，并在各影像感測組件上對應校正圖形產生分布的樣點，進行第二次接收樣點。將各影像感測組件上的樣點結合校正圖形所提供的已知斜率，計算出通過樣點的線的交點，且通過各影像感測組件上的樣點需至少計算出二個交點，進行第二次計算交點。然后比較各影像感測組件上所計算出的各交點之間的關系，并以此為依據，將所獲知的各局部影像輸出時的重疊情況來作為校正重疊的依據。同時也獲知了各局部影像輸出時的偏置情況，并以此作為校正偏置的依據。
需要說明的是，在第一次掃描取樣中，掃描線掃描每一個校正圖形至少要取得二個點狀的掃描信息，從而在各個影象感測組件第一次接收樣點時，在影像感測組件上一個校正圖形至少顯示出二個樣點，同時各影像感測組件需要至少接收來自二個不同校正圖形上的數個樣點。在第二次掃描取樣中，掃描線掃描每一個校正圖形至少要取得二個點狀的掃描信息，從而在各個影象感測組件第二次接收樣點時，在影像感測組件上的一個校正圖形至少顯示出二個樣點，同時各影像感測組件需要至少接收來自二個不同校正圖形的數個樣點。其中，上述的校正重疊步驟是根據各影像感測組件的輸出像素數量進行校正的，且各相鄰的影像感測組件上至少有一個來自于同一校正圖形的影像信息。上述的校正偏置步驟是根據調整各影像感測組件的起始位置來進行校正的，且各相鄰的影像感測組件上至少有一個來自于同一校正圖形的影像信息。


圖1是本發明的校正結構示意圖；圖2是本發明的校正圖形示意圖；圖3是本發明的一個影像感測組件上的樣點分布示意圖；圖4是本發明的另一個影像感測組件上的樣點分布示意圖；圖5是本發明的一個影像感測組件歪斜時的樣點分布示意圖；圖6是本發明的歪斜校正流程圖；圖7是本發明的相鄰影像感測組件偏置的樣點分布圖；圖8是本發明的歪斜、重疊及偏置校正流程圖；圖9A是本發明的其它校正圖形示意圖；
圖9B是本發明的其它校正圖形示意圖；圖9C是本發明的其它校正圖形示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。
圖1是實施本發明方法的校正結構示意圖。如圖所示，該校正結構包含至少二個影像感測組件11、12、至少二個透鏡13、14，以及一張校正紙21。其中，二個透鏡13、14分別與二個影像感測組件11、12相對應。該校正紙21上有三個校正圖形31、41、51，并且這三個校正圖形在圖標的X軸方向上，三個校正圖形31、41、51可以是對齊的。
圖2是校正圖形的示意圖。每一個校正圖形31、41、51由三條線61所構成，相鄰的二條線61之間具有已知夾角62、63，且三條線61延伸相交于一點64。
如圖1所示，當一掃描線22在該校正紙21上掃描時，該掃描線22將會掃描該校正紙21上的三個校正圖形31、41、51，其中包含校正圖形31、41的局部影像信息23經過透鏡13后，由影像感測組件11接收；包含校正圖形41、51的局部影像信息24經過透鏡14后，由感測組件12接收。如圖1所示，上述的二個局部影像信息23、24至少在校正圖形41處產生重疊。
另外，本實施例的校正紙21上所顯示的三個校正圖形31、41、51的形狀及對應關系只是一種較佳的實施狀態，但并不局限于此形狀及其對應關系。
如圖1、圖3所示，當掃描線22掃描校正紙21時，該掃描線22會掃過校正圖形31、41、51的各條線61。這樣，該局部影像信息23被影像感測組件11接收后，在影像感測組件11上就會對應該校正圖形31產生三個樣點311、312、313，同理，對應校正圖形41也會在影像感測組件11上產生三個樣點411、412、413。
根據校正圖形31、41的相鄰線61之間的已知夾角62、63，以及影像感測組件11上的三個樣點311、312、313，在影像感測組件11上可以得到一個交點65；同理，三個樣點411、412、413結合已知夾角62、63在影像感測組件11上也能得到另一個交點66。
實際上，影像感測組件11會將產生樣點311、312、313的信號傳送到一個預設的裝置中，在該裝置中利用三個樣點311、312、313及夾角62、63等條件，計算出交點65；同理也計算出另一個交點66。
如圖1、圖4所示，與前述情形相同，局部影像信息24在影像感測組件12上對應該校正圖形41產生三個樣點411、412、413，并依據這三個樣點411、412、413及校正圖形41上的夾角62、63，在影像感測組件12上得到交點66。該影像感測組件12上對應校正圖形51也產生三個樣點511、512、513，并且依據這三個樣點511、512、513及該校正圖形51上的夾角62、63可以在影像感測組件12上得到交點67。
由于校正紙21上的校正圖31、41、51都沿著X軸方向對齊，所以校正圖形31上的交點64與校正圖形41上的交點64對齊，且校正圖形41上的交點64與校正圖形51上的交點64也對齊；因此，通過比較掃描后所得到的交點65與交點66之間的對應關系，以及交點66與交點67之間的對應關系，便可獲知影像感測組件11、12的兩端是否產生了歪斜。
圖5是影像感測組件歪斜的示意圖。本實施例以影像感測組件11為例，若該影像感測組件11組裝時兩端歪斜，則由樣點311、312、313所求得的交點65與樣點411、412、413所求得的交點66明顯不對齊。這時通過比較交點65與交點66之間的位置關系，可以獲知影像感測組件11兩端的歪斜程度，并依據歪斜的程度進行歪斜調整。另一個影像感測組件12的歪斜校正方式與該影像感測組件11的校正方式完全相同，故不再重復。
圖6是本發明的歪斜校正流程圖。根據上述所描述的校正方法，一大型掃描儀中包含至少二個影像感測組件，以及至少二個校正圖形，且各校正圖形均提供了已知的斜率，上述各影像感測組件的校正方法可以歸納為以下步驟掃描取樣S71，即用一條掃描線掃描各個校正圖形。
接收樣點S72，即各個影像感測組件接收掃描取樣后所傳送出來的影像信息，并在各影像感測組件上對應校正圖形產生分布的樣點。值得注意的是，每個影像感測組件上需至少接收來自二個校正圖形的影像信息，而且每個校正圖形至少需提供二個樣點。
計算交點S73，即通過各影像感測組件上的樣點，結合校正圖形所提供的已知斜率，計算出通過樣點的線的交點，且利用各影像感測組件上的樣點，至少計算出二個交點。
校正歪斜S74，即通過比較一個影像感測組件上所計算出的各交點的關系，來作為校正該影像感測組件相對兩端歪斜的依據。
圖7是校正歪斜后的影像感測組件示意圖。如圖所示，二個影像感測組件11、12的兩端均不存在歪斜的情況，但兩個影像感測組件11、12之間存在偏置。
如圖1、圖7所示，當再用一條掃描線25掃描校正紙21時，并使掃描線25掃過各校正圖形31、41、51，且使局部影像信息23、24分別被影像感測組件11、12接收。此時，以該影像感測組件11上的樣點411、412、413所求得的交點66，與以該影像感測組件12上的樣點411、412、413所求得的交點66都源自于同一個校正圖形41，因此通過比較二個交點66的位置，便可獲知影像信息在X軸方向的重疊情況，以及在Y軸方向的偏置情況。
由于掃描線25掃描校正圖形31、41、51后所獲得的信息，仍存在X軸方向影像重疊的問題以及Y軸方向影像偏置的問題，因此本發明通過進一步調整影像感測組件11、12輸出的像素數量，來解決X軸方向影像重疊的問題，使影像感測組件11、12輸出的局部影像可以完整地無縫隙的組合。此外通過調整影像感測組件11、12起始位置的方式，使局部影像輸出時能獲得確實的無縫隙組合的結果，從而解決Y軸方向影像偏置的問題。
圖8是本發明的歪斜、影像重疊及影像偏置的校正流程圖。根據上述所描述的校正方法，一個大型掃描儀中包含至少二個影像感測組件，以及至少二個校正圖形，且各校正圖形均提供已知的斜率，則各影像感測組件的校正方法可以歸納為如下步驟第一次掃描取樣S81，即用第一根掃描線掃描各個校正圖形。
第一次接收樣點S82，既各個影像感測組件接收第一次掃描取樣后所傳送出的影像信息，并在各影像感測組件上對應校正圖形產生分布的樣點。值得注意的是，每個影像感測組件需至少接收來自二個校正圖形的影像信息(點)，而且每個校正圖形需至少提供二個樣點。
第一次計算交點S83，即各影像感測組件上的樣點結合校正圖形所提供的已知斜率，計算出通過樣點的線的交點，且通過各影像感測組件上的樣點，至少計算出二個交點。
校正歪斜S84，即通過比較一個影像感測組件上所計算出的各交點的關系，來作為校正該影像感測組件相對兩端歪斜的依據。
第二次掃描取樣S85，即用第二根掃描線掃描各個校正圖形。
第二次接收樣點S86，即各個影像感測組件接收第二次掃描取樣后所傳送出的影像信息，并在各影像感測組件上對應校正圖形產生分布的樣點。值得注意的是，每個影像感測組件需至少接收來自二個校正圖形的影像信息，而且每個校正圖形需至少提供二個樣點。
第二次計算交點S87，即以各影像感測組件上的樣點，結合校正圖形所提供的已知斜率，計算出通過樣點的線的交點，且通過各影像感測組件上的樣點，至少計算出二個交點。
校正重疊S88，即通過比較各影像感測組件上所計算出的各交點的位置，以獲知各局部影像輸出時的重疊情況，并以此作為校正的依據。實際上可以利用各影像感測組件的輸出像素數量來解決影像重疊的問題。值得注意的是，各相鄰的影像感測組件上至少應有一個來自于同一校正圖形的影像信息。
校正偏置S89，即通過比較各影像感測組件上所計算出的各交點的位置，以獲知各局部影像輸出時的偏置情況，并依此作為校正的依據。實際上可以利用調整各影像感測組件的啟始位置來解決影像偏置的問題。值得注意的是，各相鄰的影像感測組件上至少應有一個來自于同一校正圖形的影像信息。
校正歪斜時所使用的掃描線22可以被定義為第一掃描線，而校正影像重疊與偏置時所使用的掃描線25可以被定義為第二掃描線。該第一掃描線22與第二掃描線25無論是相同的還是是不相同的，均不影響本發明校正歪斜、重疊及偏置的結果。
由上述說明可知，本發明所提出的方法是以一根掃描線22結合具有已知角度62、63的校正圖形31、41、51來達到校正歪斜的目的；再以一根掃描線25結合校正圖形31、41、51來校正影像重疊及偏置的問題。因此，本發明不但校正方法相當簡便，而且可以縮短校正所需的時間。
圖9A、9B、9C是其它形態的校正圖形示意圖。各圖所具備的條件之一是掃描線(未顯示)掃過時，可以從該校正圖形91、92、93上取得至少二個點的信息；條件之二是校正圖形91、92、93上提供已知的角度911、921、931。如此一來，在掃描線掃過校正圖形91、92、93并取得樣點(未顯示)后，即可進一步求得交點，以及進一步進行校正動作。
以上所述的內容只是本發明的較佳實施例以及設計圖示，所述較佳實施例以及設計圖示僅是舉例加以說明，而并不限制本發明技術的權利范圍，凡以類似的技術方法、或在被本發明的權利要求書的內容所涵蓋的權利范圍內進行實施的技術方法，均不脫離本發明的屬于申請人的權利范疇。
符號說明11影像感測組件 12影像感測組件13透鏡 14透鏡21校正紙22掃描線23局部影像信息 24局部影像信息25掃描線31校正圖形311樣點 312樣點313樣點 41校正圖形411樣點 412樣點413樣點 51校正圖形511樣點 512樣點513樣點 61線62角度 63角度64交點 65交點66交點 67交點91校正圖形 911角度92校正圖形 921角度93校正圖形 931角度
權利要求
1.一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其特征是，所述大型掃描儀中包含至少二個影像感測組件，以及至少二個校正圖形，且各校正圖形上均提供已知的斜率，在滿足上述條件下，所述的各個影像感測組件的校正方法包含以下步驟掃描取樣，即用一根掃描線掃描各個校正圖形；接收樣點，即各個影像感測組件接收掃描取樣后所傳送出的影像信息，并在各個影像感測組件上對應校正圖形產生分布的樣點；計算交點，即通過各個影像感測組件上的樣點，結合校正圖形所提供的已知斜率，計算出通過樣點的線的交點，且利用各個影像感測組件上的樣點，至少計算出二個交點；校正歪斜，即通過比較一個影像感測組件上所計算出的各交點的位置，作為校正該影像感測組件相對兩端歪斜的依據。
2.如權利要求1所述的一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其進一步特征是，在上述掃描取樣的步驟中，掃描線對每一個校正圖形至少要取得二個點狀的掃描信息，以便在所述接收樣點的步驟中，一個校正圖形在影像感測組件上至少顯示出二個樣點。
3.如權利要求1所述的一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其進一步特征是，在接收樣點步驟中，各個影像感測組件至少接收來自二個不同的校正圖形的數個樣點。
4.一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其特征是，所述大型掃描儀中包含至少二個影像感測組件，以及至少二個校正圖形，且各個校正圖形均提供已知的斜率；在滿足上述條件下，所述各個影像感測組件的校正方法包含下述步驟第一次掃描取樣，即用第一根掃描線掃描各個校正圖形；第一次接收樣點，即各個影像感測組件接收第一次掃描取樣后所傳出的影像信息，并在各個影像感測組件上對應校正圖形產生分布的樣點；第一次計算交點，即以各個影像感測組件上的樣點，結合校正圖形所提供的已知斜率，計算出通過樣點的線的交點，且利用各個影像感測組件上的樣點，至少計算出二個交點；校正歪斜，即通過比較一個影像感測組件上所計算出的各交點的位置，作為校正該影像感測組件相對兩端歪斜的依據；第二次掃描取樣，即用第二根掃描線掃描各個校正圖形；第二次接收樣點，即各個影像感測組件接收第二次掃描取樣后所傳送出的影像信息，并在各個影像感測組件上對應校正圖形產生分布的樣點；第二次計算交點，即以各個影像感測組件上的樣點，結合校正圖形所提供的已知斜率，計算出通過樣點的線的交點，且利用各個影像感測組件上的樣點，至少計算出二個交點；校正重疊，即通過比較各個影像感測組件上所計算出的各交點的位置，從而獲知各局部影像輸出時的重疊情形，并以此作為校正的依據；校正偏置，即通過比較各個影像感測組件上所計算出的各交點的關系，從而獲知各局部影像輸出時的偏置情形，并以此作為校正的依據。
5.如權利要求4所述的一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其進一步特征是，在上述第一次掃描取樣的步驟中，掃描線對每一個校正圖形至少要取得二個點狀的掃描信息，從而在上述第一次接收樣點的步驟中，一個校正圖形在影像感測組件上至少顯示出二個樣點。
6.如權利要求4所述的一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其進一步特征是，在上述第一次接收樣點步驟中，各個影像感測組件至少需接收來自二個不同校正圖形的數個樣點。
7.如權利要求4所述的一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其進一步特征是，在上述第二次掃描取樣的步驟中，掃描線對每一個校正圖形至少要取得二個點狀的掃描信息，從而在上述第二次接收樣點的步驟中，一個校正圖形在影像感測組件上至少顯示出二個樣點。
8.如權利要求4所述的一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其進一步特征是，在上述第二次接收樣點步驟中，各個影像感測組件至少需接收來自二個不同校正圖形的數個樣點。
9.如權利要求4所述的一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其進一步特征是，在上述校正重疊步驟中，以各個影像感測組件的輸出像素數量來進行校正。
10.如權利要求9所述的一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其進一步特征是，在上述校正重疊步驟中，各相鄰的影像感測組件上至少有一個來自于同一校正圖形的影像信息。
11.如權利要求4所述的一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其進一步特征是，在上述校正偏置的步驟中，以調整各個影像感測組件的啟始位置來進行校正。
12.如權利要求11所述的一種大型掃描儀的影像感測組件的校正方法，其進一步特征是，在上述校正偏置的步驟中，各相鄰的影像感測組件上至少有一個來自于同一校正圖形的影像信息。
全文摘要
本發明屬于一種大型掃描儀的影象感測組件的校正方法，即通過一根掃描線掃描數個具有已知斜率的校正圖形，并至少由二個影像感測組件接收局部的影像信息。利用影像感測組件上對應校正圖形所出現的樣點，結合校正圖形所提供的已知斜率可以求得交點。這樣通過同一影像感測組件上的相異交點間的差異，就可作為校正該影像感測組件兩端歪斜的依據，而通過相鄰影像感測組件上的交點間的差異，則可作為校正影像重疊及影像偏置連結的依據。
文檔編號H04N1/047GK1464743SQ0211211
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月18日 優先權日2002年6月18日
發明者施伯昇 申請人:虹光精密工業(蘇州)有限公司