利用兩種顏色捕捉掃描線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種掃描儀。該掃描儀具有有三種不同顏色的三個(gè)光源。當(dāng)捕捉每條掃描線時(shí)，該掃描儀僅使用這三個(gè)光源中的兩個(gè)。該掃描儀通過(guò)每隔一條掃描線交替使用這三種顏色中的兩種來(lái)完成這一點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】利用兩種顏色捕捉掃描線

【背景技術(shù)】
[0001]掃描儀形成多種形式。一些掃描儀具有傳感器陣列，該傳感器陣列具有同時(shí)掃描三種顏色的三行傳感器。這三行傳感器中的每行具有不同的濾色器。通常，這些類型的掃描儀使用利用寬譜光源照亮待掃描對(duì)象的光源。該寬譜光源是通常具有三種不同熒光物質(zhì)的熒光燈，或者是白色LED。其它類型的掃描儀可以使用能檢測(cè)寬帶光頻率的單行無(wú)過(guò)濾的傳感器(通常被稱為寬帶傳感器)。這種類型的掃描儀使用三種不同的光源，通常是紅色發(fā)光二極管(LED)、綠色發(fā)光二極管和藍(lán)色發(fā)光二極管。這些LED被交替地施以脈沖以用這三種不同顏色照亮每條掃描線。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0002]圖1是本發(fā)明的示例實(shí)施例中的掃描儀100的框圖。
[0003]圖2是本發(fā)明的示例實(shí)施例中的掃描線的曝光的圖。
[0004]圖3a是本發(fā)明的示例實(shí)施例中的示例掃描線順序。
[0005]圖3b是本發(fā)明的示例實(shí)施例中的重建算法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0006]圖1-圖3和以下描述說(shuō)明具體示例，以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何獲得和使用本發(fā)明的最佳模式。為了教導(dǎo)創(chuàng)造性原理，已經(jīng)簡(jiǎn)化或省略一些傳統(tǒng)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解落入本發(fā)明的范圍內(nèi)的這些示例的變型。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，下面描述的特征可以以各種方式組合以形成本發(fā)明的多種變型。因此，本發(fā)明不是由下面描述的具體示例限制，而是僅由權(quán)利要求及其等同物限制。
[0007]通常，掃描儀通過(guò)捕捉來(lái)自對(duì)象的多條掃描線來(lái)創(chuàng)建該對(duì)象的圖像。每條掃描線由多個(gè)像素組成。通常，對(duì)象的完整顏色展現(xiàn)需要圖像中每個(gè)像素的三種不同顏色值。例如，在RGB顏色空間中，像素將用紅色值、綠色值和藍(lán)色值展現(xiàn)。在數(shù)字領(lǐng)域，每個(gè)值可以通過(guò)限定的多個(gè)比特(例如8個(gè)、10個(gè)、12個(gè)或者16個(gè)比特)來(lái)展現(xiàn)。因此，對(duì)象的圖像將包含多個(gè)掃描線，其中每條掃描線具有多個(gè)像素，并且每個(gè)像素將具有三個(gè)顏色值。
[0008]當(dāng)使用寬帶傳感器掃描對(duì)象時(shí)，掃描儀通常對(duì)每條掃描線進(jìn)行三次曝光，對(duì)每種顏色曝光一次。掃描儀會(huì)針對(duì)每次曝光用不同顏色的光照亮對(duì)象。以限定的順序使用不同顏色的光，例如首先是紅色光，然后是綠色光，然后是藍(lán)色光。在一些掃描儀中，在所有三次曝光期間，光學(xué)頭(還被稱為筆架(carriage))保持靜止。當(dāng)光學(xué)頭保持靜止時(shí)，三次曝光在被掃描的對(duì)象上具有相同的物理區(qū)域。在其它示例中，在平臺(tái)式掃描儀中光學(xué)頭在每次曝光期間在靜止的被掃描對(duì)象下方保持運(yùn)動(dòng)，或者在自動(dòng)文檔饋送器中使被掃描對(duì)象移動(dòng)跨過(guò)靜止的光學(xué)頭。因此，三次曝光針對(duì)被掃描對(duì)象上的鄰近區(qū)域。三次不同曝光將結(jié)合成掃描儀中的一條掃描線。
[0009]圖1是本發(fā)明的示例實(shí)施例中的掃描儀100的框圖。掃描儀100具有控制器102、掃描頭104以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)106?？刂破?02聯(lián)接至掃描頭104和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)106，并且控制掃描儀?？刂破?02可以包括處理器、ASIC、I/O模塊、存儲(chǔ)器等。存儲(chǔ)器可以既包括易失性存儲(chǔ)器又包括非易失性存儲(chǔ)器。在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的代碼在由處理器執(zhí)行時(shí)使掃描儀執(zhí)行功能，例如掃描。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)106機(jī)械地聯(lián)接至掃描頭104，并且在掃描期間移動(dòng)掃描頭104。
[0010]掃描頭104可以包括傳感器陣列和一個(gè)或多個(gè)光源。掃描頭104可以包括接觸式圖像傳感器(CIS)，或者可以具有折疊式光學(xué)器件的電荷耦合器件(CCD)。在本示例中，掃描頭104具有單個(gè)無(wú)過(guò)濾的傳感器(通常稱為寬帶傳感器)以及三組不同顏色的光源。掃描儀可以具有IR截止濾波器，以防止不可見(jiàn)的IR光影響該無(wú)過(guò)濾的傳感器。在本示例中，光源是不同顏色的發(fā)光二極管(LED)。該寬帶傳感器可以檢測(cè)從待掃描對(duì)象反射的寬頻帶的可見(jiàn)光。這三組不同顏色的LED被控制器102交替地選通，以照亮待掃描對(duì)象。通過(guò)交替地選通三種不同顏色的光，該寬帶傳感器可以用于檢測(cè)來(lái)自待掃描對(duì)象的三種不同顏色。通常，這三組LED是紅色、綠色和藍(lán)色(RGB)。但是，可以使用不同顏色空間中的三種顏色，例如青色、黃色和洋紅色(CYM)。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例中，掃描儀100將對(duì)每條掃描線只進(jìn)行兩次曝光。在每條掃描線中，一種顏色的光用于這兩次曝光之一。在每條掃描線中使用的那個(gè)顏色將被稱為參考顏色。其它兩種顏色的光在掃描線之間交替。圖2是本發(fā)明的示例實(shí)施例中的掃描線的曝光的圖。
[0012]圖2示出多條掃描線1-N。每條掃描線包含使用兩種不同顏色的光的兩次曝光。在本示例中，綠色是參考顏色，因此每條掃描線具有使用綠色光的一次曝光。每隔一條掃描線使用另兩種顏色(紅色和藍(lán)色)。掃描線I具有使用紅色光的一次曝光和使用綠色光的一次曝光。掃描線2具有使用藍(lán)色光的一次曝光和使用綠色光的一次曝光。掃描線3具有使用紅色光的一次曝光和使用綠色光的一次曝光，等等。這些掃描線的曝光順序是RGBGRGBG...。因?yàn)槊織l掃描線僅需要兩次曝光，所以該掃描儀與對(duì)每條掃描線使用三次曝光的掃描儀相比可以更快地掃描對(duì)象。
[0013]圖2中的每條掃描線僅為該掃描線中的每個(gè)像素捕捉兩種不同顏色。因?yàn)閷?duì)象的全色彩展現(xiàn)需要掃描線中每個(gè)像素的三種不同顏色值，所以每條掃描線中的每個(gè)像素缺失一種顏色值。奇數(shù)編號(hào)的掃描線缺失藍(lán)色值，偶數(shù)編號(hào)的掃描線缺失紅色值?？梢砸远喾N方式重建每條掃描線缺失的顏色值。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例中，來(lái)自參考通道的信息用于指導(dǎo)缺失的顏色通道的重建。因?yàn)榫G顏色最密切地展現(xiàn)亮度并且因此最好地保留掃描分辨率細(xì)節(jié)，所以綠色是全分辨率參考通道的一種選擇。圖3a是本發(fā)明的示例實(shí)施例中的示例掃描線順序。在圖3a中，已經(jīng)將綠色掃描線選擇作為參考顏色通道。
[0015]以下面的方式重建掃描線中缺失的顏色像素值:通過(guò)將參考線像素向上或者向下“移位”掃描線的一半，將參考顏色掃描線像素與當(dāng)前缺失的像素顏色掃描線對(duì)齊。因此，前一掃描線中的綠色像素值go向上移動(dòng)掃描線的一半，并且成為對(duì)齊的綠色像素gOa。當(dāng)前掃描線中的綠色像素gl成為gla，下一掃描線中的綠色像素g2成為g2a。在一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)方式中，使用雙三次樣條濾波器(b1-cubic spline filter)實(shí)施像素移動(dòng)或移位一半掃描線，但是任何適合的濾波器可以達(dá)到相似的結(jié)果。一旦被位移，綠色像素就與來(lái)自相同掃描線的對(duì)應(yīng)紅色像素和藍(lán)色像素“對(duì)齊”。這在每條掃描線的曝光期間，補(bǔ)償掃描頭的移動(dòng)。
[0016]圖3b是本發(fā)明的示例實(shí)施例中的重建算法的流程圖。一旦對(duì)齊了參考像素，該重建算法就在步驟320處開(kāi)始。為了清楚，用于對(duì)齊的“a”已從像素符號(hào)中刪掉。對(duì)于每條掃描線，計(jì)算參考后向差和參考前向差。參考后向差(bdiff)被定義為當(dāng)前掃描線中的參考像素和前一掃描線中的參考像素之間的差。參考前向差(fdiff)指當(dāng)前掃描線中的參考像素和下一掃描線中的參考像素之間的差。因此，對(duì)于當(dāng)前掃描線來(lái)說(shuō)，bdiff = gl - g0并且fdiff等于gl - g2。對(duì)于當(dāng)前掃描線來(lái)說(shuō)，紅色像素值正被重建。
[0017]在步驟322處，將bdiff和fdiff比較。如果bdiff小于fdiff，則流程在步驟324處繼續(xù)，否則流程在步驟330處繼續(xù)。在步驟324處，計(jì)算從下一掃描線重建的顏色的像素值r2以及fdiff之和(sum = r2+fdiff)。將該和與從前一掃描線重建的顏色的值(即r0)相比較。如果該和(sum)大于從前一掃描線重建的顏色的值(即sum>r0),則流程在步驟326處繼續(xù)。否則，流程在步驟328處繼續(xù)。在步驟326處，當(dāng)r2+fdiff>r0時(shí)，將被重建的像素設(shè)置為來(lái)自前一掃描線的值，即設(shè)置rl等于rO。在步驟328處，當(dāng)r2+fdiff不大于r0時(shí)，將被重建的像素值設(shè)置為該和的值，即設(shè)置rl等于r2+fdiff。
[0018]在步驟330處，當(dāng)bdiff大于fdiff時(shí),計(jì)算從前一掃描線重建的顏色的像素值r0以及bdiff之和(sum = r0+bdiff)。將該和(sum)與從下一掃描線重建的顏色的值(即r2)相比較。如果該和大于從下一掃描線的重建的顏色的值(即sum>r2)，則流程在步驟334處繼續(xù)。否則，流程在步驟332處繼續(xù)。在步驟334處，當(dāng)r0+bdiff>r2時(shí)，將被重建的像素設(shè)置為來(lái)自下一掃描線的值，即設(shè)置rl等于r2。在步驟332處，當(dāng)rO+bdiff不大于r2時(shí)，將被重建的像素值設(shè)置為該和的值，即設(shè)置rl等于rO+bdiff。
[0019]在本發(fā)明的另一示例實(shí)施例中，使用參考前向差和參考后向差以及參考前向比和參考后向比重建缺失顏色的像素值。首先，通過(guò)將參考線像素向上或者向下“移位”掃描線的一半，使參考顏色掃描線像素與當(dāng)前缺失的像素顏色的掃描線對(duì)齊。在本示例中，綠色是參考顏色，缺失的顏色是紅色(見(jiàn)圖3)。因此，前一條掃描線中的綠色像素值g0向上移動(dòng)掃描線的一半并且成為對(duì)齊的綠色像素gOa。當(dāng)前掃描線中的綠色像素gl成為gla并且下一條掃描線中的綠色像素g2成為g2a。在一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)方式中，使用雙三次樣條濾波器實(shí)施像素移動(dòng)或移位掃描線的一半。
[0020]—旦對(duì)齊了參考像素,就針對(duì)每條掃描線計(jì)算參考后向差和參考前向差。為了清楚，用于對(duì)齊的“a”已從像素符號(hào)中刪掉。參考后向差(bdiff)被定義為當(dāng)前掃描線中的參考像素和前一掃描線中的參考像素之間的差。參考前向差(fdiff)指的是當(dāng)前掃描線中的參考像素和下一掃描線中的參考像素之間的差。因此，對(duì)于當(dāng)前掃描線來(lái)說(shuō)，bdiff =gl - g0 并且 fdiff 等于 gl - g2。
[0021]還計(jì)算參考后向比和參考前向比。參考后向比(brat1)被定義為當(dāng)前掃描線中的參考像素與前一掃描線中的參考像素之間的比。參考前向比(frat1)指的是當(dāng)前掃描線中的參考像素與下一掃描線中的參考像素之間的比。因此，對(duì)于當(dāng)前掃描線來(lái)說(shuō)，brat1=gl/g0 并且 frat1 = gl/g2。
[0022]為了確定缺失顏色(本示例中為紅色)的像素值，將參考后向差和參考前向差相比較。當(dāng)bdiff小于fdiff時(shí),計(jì)算從下一掃描線重建的顏色的像素值r2與frat1之乘積(product = r2*frat1)。當(dāng)該乘積(r2*frat1)大于前一掃描線中相同顏色像素值r0時(shí)，設(shè)置rl等于r0。否則,設(shè)置rl等于乘積r2*frat1。
[0023]當(dāng)bdiff不小于fdiff時(shí),計(jì)算從前一掃描線重建的顏色的像素值r0與brat1之乘積(product = rO*brat1)。當(dāng)該乘積(rO*brat1)大于下一掃描線中相同顏色的像素值時(shí)，或者當(dāng)r0*brat1>r2時(shí),設(shè)置rl等于r2。否則,設(shè)置rl等于乘積rO*brat1。其它方法也可以用于重建缺失顏色的像素值。
【權(quán)利要求】
1.一種掃描儀，包括: 寬帶傳感器，用于感測(cè)來(lái)自待掃描對(duì)象的光； 三種光源，用于將光指向所述待掃描對(duì)象上，每種光源產(chǎn)生不同顏色的光； 控制器，用于控制所述掃描儀，所述控制器聯(lián)接至所述三種光源及所述寬帶傳感器，所述控制器捕捉來(lái)自所述待掃描對(duì)象的多條掃描線； 所述控制器使用第一顏色的光來(lái)捕捉所述多條掃描線中的每條掃描線； 所述控制器在第二顏色的光和第三顏色的光之間交替以捕捉所述多條掃描線，從而僅使用這三種不同顏色的光中的兩種顏色的光捕捉所述多條掃描線中的每條掃描線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描儀，其中所述三種光源是發(fā)光二極管(LED)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描儀，其中三種顏色是紅色、綠色和藍(lán)色。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描儀，其中所述多條掃描線中的每條掃描線包括用于照亮所述掃描線的所述兩種顏色的像素值，并且所述控制器重建每條掃描線的第三顏色的像素值，其中所述第三顏色是未用于照亮該掃描線的光的顏色。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的掃描儀，其中每條掃描線的第三顏色的像素值是使用參考前向差和參考后向差重建的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的掃描儀，其中每條掃描線的第三顏色的像素值是使用參考前向比和參考后向比重建的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描儀，其中用于照亮所述多條掃描線中的每條掃描線的第一顏色是綠色。
8.—種對(duì)象的掃描方法,包括: a)捕捉用參考顏色照亮的第一掃描線的第一曝光，并且捕捉用兩種交替顏色中的第一顏色照亮的所述第一掃描線的第二曝光； b)捕捉用所述參考顏色照亮的第二掃描線的第一曝光，并且捕捉用所述兩種交替顏色中的第二顏色照亮的所述第二掃描線的第二曝光； 重復(fù)步驟a)和步驟b)，直到所述對(duì)象已被掃描為止。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的掃描方法，進(jìn)一步包括: 重建表示所述第一掃描線的針對(duì)所述兩種交替顏色中所述第二顏色的第三曝光的值；以及 重建表示所述第二掃描線的針對(duì)所述兩種交替顏色中所述第一顏色的第三曝光的值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中被重建的值是使用參考前向差和參考后向差重建的。
【文檔編號(hào)】H04N1/46GK104335566SQ201280073368
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月22日
【發(fā)明者】德讓·德帕洛夫, 克雷格·T·約翰遜, 肯尼斯·K·史密斯, 巴里斯·埃費(fèi), 杰瑞·瓦格 申請(qǐng)人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)