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    • 专利摘要:
    EineVorrichtung zum individuellen Verarbeiten jeder Farbkomponente einesseriellen analogen Signals aus einem Farbscanner. Die Vorrichtungumfaßteine Mehrkanalbilderfassungsschaltung, die eine analoge Front-End-Vorrichtung/einenDigitalisierer aufweist, der eine Mehrzahl von Kanälen, diewirksam sind, um ein Analog-Farbsignal mit einem Kanal für jede Farbkomponentedes Analog-Farbsignals zu verarbeiten, ein Register und einen Analog-zu-Digital-Wandler,der wirksam ist, um ein digitales Signal auszugeben, ansprechendauf das Analog-Farbsignal, und eine Steuerung aufweist, die wirksam ist,um die Farbkomponentenverarbeitung durch die Mehrzahl von Eingangskanälen derartzu steuern, daß jede Farbkomponenteeines seriellen Analog-Farbsignals individuell verarbeitet wird.Jeder Eingangskanal der analogen Front-End-Vorrichtung/des Digitalisiererskann eine programmierbare Schaltung umfassen, die wirksam ist, um eineFarbkomponente des Farbsignals zu modifizieren, ansprechend aufeinen Wert, der in dem Register gespeichert ist, der sich auf dieFarbkomponente bezieht.
    公开号:DE102004012016A1
    申请号:DE200410012016
    申请日:2004-03-11
    公开日:2005-03-03
    发明作者:Douglas Gene Keithley
    申请人:Agilent Technologies Inc；
    IPC主号:H04N1-04
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Steuern eineranalogen Front-End-Vorrichtung/eines Digitalisierers, der eine Mehrzahlvon Farbsignalverarbeitungskanälenaufweist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf das Steuern deranalogen Front-End-Vorrichtung/des Digitalisierers, derart, daß jede Farbkomponenteeines seriellen Analog-Farbsignals, die durch einen Kontaktbildsensor-Abtastkopf bzw. -Scankopferzeugt wird, individuell durch einen jeweiligen Gain/Offset-Kanalverarbeitet wird.
    [0002] 1 stellt bestimmte Komponenteneines herkömmlichenScanners bzw. einer Abtastvorrichtung 10 dar. Der Scanner 10 kannTeil eines Kopierers oder einer Vorrichtung sein, die zum Digitalisierenvon Bildern zur Verwendung mit einem Personalcomputer verwendetwird. Der Scanner 10 umfaßt üblicherweise eine Glasplatte 14,auf der ein Quellbild 12, wie zum Beispiel ein Dokumentoder eine Photographie, zum Scannen plaziert wird. Der Scankopf 20 umfaßt üblicherweiseein Weißlicht 22 zumBeleuchten des Quellbildes 12 und wird relativ zu dem Quellbildin einer Richtung 16 bewegt. Der Scankopf 20 umfaßt fernereine relativ kleine, d. h., vielleicht ein Zoll (2,54 cm) mal 1Zoll (2,54 cm), ladungsgekoppelte Vorrichtung (hierin nachfolgendgenannt CCD = charged coupled device) 28, die ein Bild desQuellbildes 12 erfaßt.Eine Linse 26 und ein optischer Weg 23 reduzierendie Größe einesBildes des Quellbildes 12, das 21,6 cm (8,5 Zoll) breitist, wobei das Quellbild ein Blatt Papier mit standardisierter Größe ist,herunter auf eine Größe, diedurch die CCD 28 erfaßtwerden kann. Ein optischer Weg von zumindest einem Fuß (0,3048m),ist üblicherweise hierfür erforderlich.Daher umfaßtder Scankopf 20 eine Mehrzahl von Spiegeln, die als Spiegel 24a–24c dargestelltsind, so daß derPfad 23 nicht linear 0,3048 m sein muß sondern auf eine kürzere oder kompaktereGesamtabmessung „heruntergefaltet" werden kann. Derletzte Spiegel 24c reflektiert das Bild auf die Linse 26,die dasselbe auf die CCD 28 fokussiert. Der Scankopf 20 kannjedoch mehr als eine Linse aufweisen, und mehr oder weniger alsdrei Spiegel. Ferner, fürFarbbilder, umfaßtder Scankopf 20 üblicherweisedrei Wege 23, einen fürRot (23R), einen fürGrün (23G)und einen fürBlau (23B). Abschnitte dieser Wege 23R, 23G und 23B sindin 1 gezeigt.
    [0003] Für einenFarbscanner 10 weist die CCD 28 üblicherweiseein Array aus drei Zeilen von Sensoren auf, jeweils einen für Rot (28R),Grün (28G)und Blau (28B) (nicht gezeigt). Für einen Sensor, der 21,6 cm breitist, mit 600 dpi, liegen 5100 Sensoren in jeder Reihe für insgesamt16300 Sensoren vor. Diese Arrays erfassen kontinuierlich und gleichzeitigdie rote, grüneund blaue Komponente des Bildes, das kopiert wird, während sichder Scankopf 20 in der Richtung 16 relativ zudem Quellbild 12 bewegt. Daher gibt die CCD 28 kontinuierlichund gleichzeitig parallel rote, grüne und blaue analoge Bildsignalezum Verarbeiten in eine digitale Darstellung des Quellbildes 12 aus.
    [0004] 2 ist ein schematischesBlockdiagramm eines herkömmlichenMehrkanalbildverarbeitungssystems 40, das Bilder zur Anzeigeund Verwendung in einem Personalcomputer 46 scannt. DasSystem 40 umfaßtden Scankopf 20 des Scanners 10 aus 1, und umfaßt fernerPapiersensoren 19, einen Motorantrieb 17 und einenMotor 18, der den Scankopf 20 relativ zu dem Quellbild 12 (1) bewegt, das gescanntwird. Das System 40 stellt ferner eine analoge Front-End-Vorrichtung/Digitalisierer 42 (wird ebenfallsbezeichnet als „AFE 42"; AFE = analog frontend), eine Scannersteuerung 44 und einen Speicher 48 dar.
    [0005] DieAFE 42 ist in der Technik bekannt und umfaßt dreiEingangskanäle,jeweils einen fürdie rote, grüneund blaue Farbkomponente des parallelen analogen Signals, das durchdie CCD 28 erzeugt wird. Jeder Eingangskanal umfaßt einenjeweiligen Verbinder 51, einen programmierbaren Offset-DAC 58,einen SUM 52, einen programmierbaren Verstärkungsverstärker 54 undein Register 56. Währendseparate Register fürjeden Kanal gezeigt sind, kann ein einzelnes Register verwendetwerden, daß allendrei Kanälengemeinsam ist. Die Ausgängejedes Kanals sind mit einem 3:1-Multiplexer 60 gekoppelt,und der Multiplexer 60 ist mit einem Analog-zu-Digital-Wandler 62 gekoppelt.Ein Digitalsteuerungsschnittstellenmodul 64 ist mit dem3:1-Multiplexer 60, dem Register 56 und optionalmit anderen Komponenten der AFE 42 gekoppelt. Die Schnittstelle 64 istzum Koppeln von Komponenten der AFE 42 mit Vorrichtungen konfiguriert,wie zum Beispiel der Steuerung 44.
    [0006] DieSteuerung 44 ist üblicherweiseeine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, die eine Funktionalität umfaßt, um denScanner 10 aus 1 zubetreiben, einschließlichdem Scankopf 20, der AFE 42, und um eine schnittstellenmäßige Verbindungmit dem Personalcomputer 46 herzustellen. Ein Speicher 48 liefertSpeicherdienste zu der Steuerung 44 und kann ein beliebigerTyp einer adressierbaren Speicherungsvorrichtung sein.
    [0007] InVerwendung wird jedes Farbkomponentensignal, das durch die Sensorender CCD 28 erzeugt wird, anfänglich kalibriert, um die Amplitudezu optimieren und den Versatz zu bestimmen. Die Kalibrierung umfaßt das Einstellender Amplitude jedes Farbkomponentensignals, um den vollen Eingangsbereichder ADC 62 zu verwenden. Dies maximiert das Signal-zu-Rauschen-Verhältnis. ZumBeispiel könnteder Blau-Analog-Ausgang Blue Analog Vout von dem blauen Sensor 28B nurdie Hälfteder Amplitude des Rot-Analog-Ausgangs Red Analog Vout von dem rotenSensor 28R aufweisen. Der Kalibrierungsprozeß bestimmt,welche Verstärkungfür jedes Farbkomponentensignalnotwendig ist, so daß alle Farbkomponentensignaleim wesentlichen dieselbe Amplitude aufweisen, und verwendet dievolle Anzahl von verfügbarenBits, die durch die ADC 62 bereitgestellt werden. Werte,die die Verstärker 54 aufdie notwendigen Verstärkungeneinstellen, sind in dem jeweiligen Register 56 für jede Farbkomponentegespeichert. Auf ähnlicheWeise bestimmt der Kalibrierungsprozeß den Versatz oder die Dunkelkorrektur, diefür jedesFarbkomponentenanalogsignal notwendig ist, und Werte, die die DACs 58 aufden notwendigen Versatz einstellen, werden in dem jeweiligen Register 56 für jede Farbkomponentegespeichert.
    [0008] Sobalddas Scannen beginnt, erzeugen der Rot-, Grün- und Blau-Sensor der CCD 28 ansprechendauf eine Reflexion des Weißlichtsvon dem Quellbild 12 jeweilige kontinuierliche und gleichzeitigeparallele Analog-Farbsignale, die als Analog Vout in 2 gezeigt sind. Die parallelenSignale Analog Vout sind jeweils mit der AFE 42 an Verbindern 51R, 51G und 51B über Leitungen 53R, 53G und 53B in ihrenjeweiligen Farbkomponentenkanälengekoppelt. Die AFE 42 verarbeitet die parallelen Analog-Farbsignalein ihren jeweiligen Kanälendurch gleichzeitiges scannen jedes Rot-, Grün- und Blau-Farbkomponentensignals, dieals Red Analog Vout, Blue Analog Vout und Green Analog Vout von denSensoren 28R, 28B und 28G gezeigt sind.Der Pegel des DAC 58 verschiebt jedes Farbkomponentensignalum den Versatzwert, der in dem Register 56 gespeichertist. Dann skalieren die PGAs 54R, 54B und 54G jeweilsjedes Farbkomponentensignal um den Verstärkungswert, der in dem Register 56 gespeichertist. Dabei wurde jede Farbkomponente des parallelen Analog-Farbsignals individuellin ihrem Kanal verarbeitet. Die drei verarbeiteten Farbsignale ausden drei programmierbaren Verstärkungsverstärkern 54R, 54G und 54B werdendann durch den 3:1-Multiplexer 60 gemultiplext, der nachfolgenddie drei verarbeiteten Farbsignale scannt und ein einzelnes analogesSignal erzeugt, das zu dem ADC 62 geliefert wird. Der ADC 62 wandeltdas einzelne analoge Signal in ein digi tales ADC-Datensignal um.Das ADC-Datensignal stellt jeweils ein einzelnes Pixel dar, undstellt nacheinander drei Farben für eine einzelne Pixelspalteaber nicht fürein einzelnes Pixel dar. Der Grund, warum das ADC-Datensignal nicht dreiFarben fürein einzelnes Pixel darstellt ist, daß die physische Trennung derdrei Zeilen der Sensoren 28R, 28G und 28B dieFarben physisch getrennt auf der Seite herstellt. Zum Beispiel,wenn die rote Abtastung aus Zeile 1 stammt, ist die grüne Abtastung ausZeile 5 und die blaue Abtastung ist aus Zeile 9 – alle dieselbePixelspaltennummer. Die Daten (COLOR Zeile-Spalte) aus dem ADC 62 sehenwie folgt aus: R1-1, G5-1, B9-1, R1-2, G5-2, B9-2, ... R1-5100, G5-5100, B9-5100 R2-1,G6-1, B10-1, R2-2, G6-2, B10-2, ... R2-5100, G6-5100, B10-5100 ...
    [0009] DasADC-Datensignal wird zu der Steuerung 44 geliefert, diedas ADC-Datensignal fürden Personalcomputer 46 freilegt.
    [0010] ZumBeispiel wird Rotlicht, das von einem Quellbild 12 (aus 1) reflektiert wird, durchden Rot-Sensor 28R erfaßt, der das Signal Red Analog Vouterzeugt. Das Signal Red Analog Vout wird durch die Leitung 53R mitdem Anschluß 51R derAFE 42 verbunden, wo es dann mit dem SUM 52R verbundenwird. Bei dem SUM 52R wird der Pegel des Signals Red AnalogVout verschoben oder versetzt, durch den vorangehend kalibriertenRotversatz, der in dem Rotregister 56R gespeichert ist,und das versetzte Signal Red Analog Vout wird dann durch den PGA 54R durchdie vorangehend kalibrierte Verstärkung skaliert. Das versetzteund skalierte Signal Red Analog Vout wird durch den 3:1-MUX 64 zusammen mitden versetzten und skalierten Grün-und Blau-Signalen gemultiplext und durch den ADC 62 digitalisiert.
    [0011] 3 stellt bestimmte Komponenteneines herkömmlichenScanners 70 dar, der ähnlichzu dem Scanner 10 ist, außer daß er einen Kontaktbildsensor-Scankopf(CIS-Scankopf; CIS = contact-image sensor) 72 umfaßt. DerCIS-Scankopf 72 unterscheidet sich von dem Scankopf 20 aus 1 insofern, daß der CIS-Scankopfviel kompakter ist und daher ermöglicht,daß derScanner 70 kleiner ist als der Scanner 10. DerScankopf 72 ist kompakter, da er den optischen Weg 23,die Spiegel 24 oder das Fokussieren, das durch die Linse 26 aus 1 geliefert wird, nichterfordert. Der Scankopf 72 weist die Breite des Maximalquellbildes 12 aufund ist in unmittelbarer Nähezu der Glasplatte 14 plaziert. Zum Beispiel, um ein BlattPapier mit 21,6 cm mal 27,95 cm zu kopieren oder zu scannen, würde derKopierer oder Scanner einen Scankopf 72 umfassen, der 21,6cm breit ist.
    [0012] DerScankopf 72 ist in unmittelbarer Nähe zu der Glasplatte 14 undverwendet üblicherweiseein Array aus Rot-, Grün- und Blau-Lichtquellen über den Scankopf 72,um ein volles Lichtspektrum zu liefern, um das Quellbild 12 zubeleuchten. Die Lichtquelle umfaßt üblicherweise lichtemittierendeDioden (LED). Es liegen zwei Haupttypen einer Beleuchtung basierendauf LEDs vor. Ein Typ umfaßtLEDs, die überdie gesamte Breite des Scankopfs 72 plaziert sind, undein anderer Typ umfaßteinige (möglicherweisesogar einen pro Farbe) LEDs an der Seite des Scankopfs, und einKunststoffwellenleiter oder eine Lichtröhre wird verwendet, um dasLicht überdie Breite des Scankopfs zu verteilen. Eine Linse 76 ist zwischendem Licht, das von dem Quellbild 12 reflektiert wird, unddem CCD-Sensor 78 positioniert. Eine einzelne Zeile vonSensoren weist den CCD-Sensor 78 auf. Die einzelne Sensorenzeileist überden Scankopf 72 verteilt, um Licht zu empfangen, das von demQuellbild 12 reflektiert wird, nachdem es durch die Linse 76 fokussiertwird. Bei einem Sensor mit 600 dpi, der 21,6 cm breit ist, liegen5100 Sensoren in der einzelnen Zeile vor. Während der Scankopf 20 aus 1 und 2 eine einzelne Weißlicht quelle 22 unddrei unterschiedliche CCD-Sensoren 28R, 28G und 28B aufeinem kleinen Chip verwendet, um die Farbkomponenten des Quellbildes 12 zuerfassen, verwendet der CIS-Scankopf 70 dreiunterschiedlich farbige Lichtquellenarrays 74R, 74G und 74B undeinen einzelnen CCD-Sensor 78, die beide über eine Breitedes gescannten Quellbildes 12 verteilt sind, um alle dreiFarbkomponenten zu erfassen.
    [0013] Umdas Quellbild 12 zu scannen, werden zum Beispiel zuerstdie Rotlichtquellen 74R über die Breite des Quellbildes 12 beleuchtet,um eine Linie des Quellbildes zu belichten und die Rotkomponentendes Bildes zu liefern. Dann blitzen die Grünlichtquelle(n) 74G,um die Grünkomponentenzu liefern und dann blitzen die Blaulichtquelle(n) 74B,um die Blaukomponenten zu liefern. Während jedes Lichtblitzes wirdLicht, das von dem Quellbild 12 reflektiert wird, durchdie Linse 76 auf dem CCD-Sensor 78 fokussiert,der die Farbkomponente des Bildes erfaßt und ein analoges Darstellungssignalausgibt. Jede Farblichtquelle 74 blitzt im wesentlicheneinmal für jedeZeile auf und der CCD-Sensor 78 erzeugt seriell die Analog-Farbsignalein der Sequenz, in der die Lichter blitzen, bei diesem BeispielRot, Grünund Blau. Dieser Zyklus wird derart fortgesetzt, daß die Rot-,Grün- undBlau-Komponenten jeder Linie des Quellbildes 12 gescanntwerden. Obwohl der Scankopf 72 mit dessen Lichtarray 74 undCCD-Sensor 78 sich Schritt-für-Schritt bewegen kann, umeine Linie dreimal zu scannen, einmal für jede der RGB-Farbkomponenten,ist es üblicher,daß sichder Scankopf 72 bei einer konstanten Geschwindigkeit derartbewegt, daß dieRot-, Grün-und Blau-Komponenten jeweils füreine der drei überlappendenLinien gescannt werden. Da die konstante Geschwindigkeit ermöglicht,daß jededritte Abtastung eine neue Linie ist (jede dritte Abtastung istdieselbe Farbe), hat sich der Scanner nur ein Drittel einer überlappendenLinie für jedeFarbabtastung bewegt oder schrittweise bewegt. Daher überlappendie drei abgetasteten Farben. Fürjede Zeile, die durch den CCD-Scanner 10 aus 1 abgetastet wird, tastetder CIS-Scanner 70 aus 3 drei über lappendeLinien ab. Bei einer gleichen Anzahl von Sensoren in jeder Zeileist die Auflösungder Scanner vom CCD- und CIS-Typ gleich.
    [0014] Dasanaloge Signal, das durch den CCD-Sensor 78 des CIS-Scanners 70 erzeugtwird, wenn derselbe RGB-Farbkomponenten seriell scannt, wird hierinals ein serielles Analog-Farbsignal bezeichnet. Das serielle Analog-Farbsignalsteht im Gegensatz zu dem Dreikanal-Analogsignal, das durch diedrei Zeilen von Sensoren der CCD 28 des Scanners 10 aus 1 geliefert wird, der dreiFarbkomponenten parallel auf drei parallelen Leitern erzeugt. Allgemeinerhältlicheanaloge Front-End-Vorrichtungen/Digitalisierer, wie zum Beispieldie AFE 42, die in 2 dargestelltist, liefern nicht ohne weiteres eine Schaltung oder ein Verfahrenzum individuellen Verarbeiten jeder Farbkomponente eines seriellenAnalog-Signals, das durch einen CIS-Scankopf 72 erzeugtwird, um Versatz und Verstärkungeinzustellen. Eine vorgeschlagene Kompromißlösung ist das Koppeln des CCD-Sensors 78 miteinem Kanal einer allgemein erhältlichenAFE, wie zum Beispiel mit dem Rotkanal bei der Verbindung 51R derAFE 42 aus 2,und das Einrichten eines Einzelversatzwerts und eines Einzelverstärkungswerts.Die Einzelwerte würdenan alle drei Farben angewendet werden. Die vorgeschlagene Lösung istnicht angemessen, da die Einzelwerte ein Potential für eine bedeutendeAbweichung bei den Rot-, Grün-und Blau-Farbkomponentensignalen nicht berücksichtigen, die durch denCCD-Sensor 78 erzeugt werden.
    [0015] Esist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderfassungsschaltung,einen Scanner und ein Verfahren zum Digitalisieren mit verbessertenCharakteristika zu schaffen.
    [0016] DieseAufgabe wird durch eine Bilderfassungsschaltung gemäß Anspruch1 oder 10, einen Scanner gemäß Anspruch13 oder 18 und ein Verfahren gemäß Anspruch19 oder 20 gelöst.
    [0017] ImHinblick auf das oben genannte besteht ein Bedarf nach einer neuenund verbesserten Vorrichtung und einem Verfahren zum individuellenVerarbeiten jeder Farbkomponente eines analogen Signals, wobei dasSignal einen parallelen Modus oder einen seriellen Modus aufweisenkann. Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung,ein System und ein Verfahren, die eine solche verbesserte Vorrichtungund ein Verfahren zum individuellen Verarbeiten jeder Farbkomponenteeines seriellen Analog-Signals schaffen.
    [0018] EinAusführungsbeispielder Erfindung schafft eine Vorrichtung zum individuellen Verarbeitenjeder Farbkomponente eines seriellen Analog-Signals aus einem Farbscanner.Die Vorrichtung umfaßteine Mehrkanal-Bilderfassungsschaltung, die eine analoge Front-End-Vorrichtung/Digitalisierer aufweist,die eine Mehrzahl von Kanälenaufweist, die wirksam sind, um ein Analog-Farbsignal zu verarbeiten,mit einen Kanal fürjede Farbkomponente des Analog-Farbsignals, einem Register und einemAnalog-zu-Digital-Wandler, der wirksam ist, um ein digitales Signalauszugeben, das auf das Analog-Farbsignal anspricht, und eine Steuerung,die wirksam ist, um die Farbkomponentenverarbeitung durch die Mehrzahlvon Eingangskanälenderart zu steuern, daß jedeFarbkomponente eines seriellen Analog-Farbsignals individuell verarbeitetwird. Jeder Eingangskanal der analogen Front-End-Vorrichtung/des Digitalisierers kanneine programmierbare Schaltung umfassen, die wirksam ist, um eineFarbkomponente des Farbsignals ansprechend auf einen Wert zu modifizieren,der in dem Register gespeichert ist, das sich auf die Farbkomponentebezieht.
    [0019] Einesolche Vorrichtung ermöglicht,daß ein seriellesAnalog-Farbsignal von einem Scanner mit einem Kontaktbildsensorindividuell fürjede Farbkomponente verarbeitet wird.
    [0020] Dieseund verschiedene andere Merkmale sowie Vorteile der vorliegendenErfindung werden durch Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibungund eine Prüfungder zugeordneten Zeichnungen offensichtlich.
    [0021] Merkmaleder vorliegenden Erfindung, die als neu erachtet werden, werdengenauer in den beiliegenden Ansprüchen ausgeführt. Die Erfindung, zusammenmit weiteren Zielen und Vorteilen derselben, ist am besten verständlich durchBezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit denbeiliegenden Zeichnungen, wobei in den unterschiedlichen Figurenderselben gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente identifizieren.
    [0022] BevorzugteAusführungsbeispieleder vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend aufdie beiliegenden Zeichnungen nähererläutert.Es zeigen:
    [0023] 1 bestimmte Komponenteneines herkömmlichenScanners;
    [0024] 2 ein schematisches Blockdiagrammeines herkömmlichenMehrkanalbildverarbeitungssystems, das Bilder zur Anzeige und Verwendungin einem Personalcomputer scannt;
    [0025] 3 bestimmte Komponenteneines herkömmlichenScanners, der einen Kontaktbildsensorscankopf aufweist; und
    [0026] 4 ein schematisches Blockdiagrammeines Mehrkanalbildverarbeitungssystems für einen Scanner, der einenCIS-Scankopf gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung verwendet.
    [0027] Beider nachfolgenden detaillierten Beschreibung von exemplarischenAusführungsbeispielender Erfindung wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen,die einen Teil derselben bilden. Die detaillierte Beschreibung unddie Zeichnungen stellen spezifische exemplarische Ausführungs beispiele dar,durch die die Erfindung praktiziert werden kann. Diese Ausführungsbeispielewerden ausreichend detailliert beschrieben, um es Fachleuten aufdem Gebiet zu ermöglichen,die Erfindung zu praktizieren. Es wird darauf hingewiesen, daß andereAusführungsbeispieleverwendet werden können,und andere Änderungendurchgeführtwerden können,ohne von dem Wesen oder dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindungabzuweichen. Die nachfolgende detaillierte Beschreibung soll dahernicht in einem einschränkendenSinn genommen werden.
    [0028] 4 ist ein schematischesBlockdiagramm eines Mehrkanalbildverarbeitungssystems 90 für einenScanner, der einen CIS-Scankopf 72 verwendet, gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung. Das System 90 stellt Komponenten des Scanners 70 aus 3 dar, einschließlich demCIS-Scankopf 72 und den Papiersensoren 19, demMotorantrieb 17 und dem Motor 18, der den Scankopf 72 relativzu dem Quellbild 12 bewegt, das abgetastet wird. Das System 90 stelltferner die analoge Front-End-Vorrichtung/den Digitalisierer 42 (ebenfallsbezeichnet als „AFE 42"), eine Scannersteuerung 80 undden Speicher 48 dar. Außer dem CIS-Scankopf 72 und derScannersteuerung 80 sind die Komponenten des Systems 90 imwesentlichen ähnlichzu dem System 40 aus 2.
    [0029] Dader CIS-Scankopf 72 nur einen CCD-Sensor 78 aufweist,wird nur ein einzelnes Signal Analog Vout erzeugt. Bei dem dargestelltenAusführungsbeispielträgt eineeinzelne Leitung 93 das serielle Analog-Farbsignal AnalogVout von dem CIS-Scankopf 72 zu der AFE 42. DieLeitung 93 ist mit den Verbindern 51R, 51G und 51B parallelgeschaltet, die das Signal zu den drei Eingangskanälen derAFE 42 liefern. Die Steuerung 80 ist wirksam,um die Farbkomponentenverarbeitung durch die Mehrzahl von Eingangskanälen zu steuern,derart, daß jedeFarbkomponente des Signals Analog Vout individuell verarbeitet wird.Die Steuerung 80 ist ferner wirksam, um den CIS-Scankopf 72 zusteuern, der das serielle Analog-Farbsignal erzeugt. Obwohl der CIS-Scankopf 72 dieselbenSensoren fürjede Farbe verwendet, ist die Beleuchtungsquelle (LED 74)nicht ideal und es ist notwendig, jede Farbe separat zu kompensieren.Die Gesamtbeleuchtungsintensitätjeder Lichtquelle in dem LED 74 ist eindeutig und erforderteine unterschiedliche Verstärkungseinstellung für jede Beleuchtungsfarbe.Zusätzlichdazu weist der CCD-Sensor 78 eineEmpfindlichkeit gegenüber derWellenlängeder Beleuchtung auf, die kompensiert werden muß. Beste Ergebnisse werdenmit eindeutiger analoger Verstärkungund Versatz fürjede RGB-Farbe geliefert.
    [0030] DieFunktionen der Scannersteuerung 80 können in Hardware, wie zum Beispielangeschlossenen Maschinenlogikschaltungen oder Schaltungsmodulen,Firmware, in digitaler Spezialzwecklogik, Software, oder einer Kombinationderselben implementiert sein, ohne von dem Wesen oder dem Schutzbereichder vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Implementierung istein Gegenstand der Auswahl, die von den Verhaltensanforderungendes Systems 90 abhängigist, das die Erfindung implementiert. Eine Implementierung in Hardwareist ein bevorzugteres Ausführungsbeispiel.
    [0031] DerBetrieb wird dargestellt, zuerst durch das Scannen der roten Farbkomponente.Wie vorangehend wird jeder Kanal für eine jeweilige Farbe kalibriert.Der Kanal, der mit dem Verbinder 51R gekoppelt ist, wirdfür rot(Rot-Kanal) kalibriert, der Kanal, der mit dem Verbinder 51G gekoppeltist, wird für grün (Grün-Kanal)kalibriert, und der Kanal, der mit dem Verbinder 51B gekoppeltist, wird fürblau (Blau-Kanal)kalibriert. Die Steuerung 80 läßt die Rotlichtquelle 74R (3) aufblitzen. Der einzelne CCD-Sensor 78 erzeugtein analoges Signal, das nur die rote beleuchtete Farbkomponenteeiner Leitung des Quellbildes 12 darstellt. Dieses Signal,Analog Vout, wird zu allen drei Kanälen der AFE 42 anVerbindern 51R, 51G und 51B geliefert.Jeder Kanal verarbeitet die Rotfarbkomponente gemäß Werten,die in dem jeweiligen Register 58 gespeichert sind, für die Farbe,die fürdiesen Kanal kalibriert ist, obwohl das Signal Analog Vout nur dieRot-Farbkomponente umfaßt.Die Steuerung 80 steuert durch die digitale Schnittstelle 64 den3:1-MUX 30, um nur die verarbeitete Rot-Farbkomponenteaus dem Rot-Kanalabzutasten. Die anderen verarbeiteten Signale aus dem Blau- undGrün-Kanalwerden ignoriert. Das verarbeitete und abgetastete analoge Rot-Farbsignalwird zu dem ADC 62 geliefert, der das ADC-Datenausgangssignalerzeugt, das die Rot-Farbkomponente von einer Zeile des Quellbildes 12 darstellt.
    [0032] Alsnächsteswird der Scankopf 72 eine Linie weiterbewegt. Die Steuerung 80 läßt die Grün-Lichtquelle 74G aufblitzen.Der CCD-Sensor 78 gibt ein analoges Signal Analog Voutaus, das darauf anspricht, das nur die grüne beleuchtete Farbkomponentedes Quellbildes 12 darstellt. Das Signal wird zu allendrei Kanälengeliefert, wobei der Grün-Kanal, dermit dem Verbinder 51G gekoppelt ist, der einzige Kanalist, der zum Verarbeiten von Grünkalibriert ist. Jeder Kanal verarbeitet die Grün-Frabkomponente gemäß Werten,die in dem jeweiligen Register 58 gespeichert sind, für die Farbe,die fürden Kanal kalibriert ist, obwohl das Signal Analog Vout nur die Grün-Farbkomponenteumfaßt.Die Steuerung 80 steuert durch die digitale Schnittstelle 64 den 3:1-MUX 60,um nur die verarbeitete Grün-Farbkomponenteaus den Grün-Kanal abzutasten.Die anderen verarbeiteten Signale aus dem Rot- und Blau-Kanal werdenignoriert. Das verarbeitete und abgetastete analoge Grün-Farbsignalwird zu dem ADC 62 geliefert, der das ADC-Datenausgangssignalerzeugt, das die Grün-Farbkomponentedieser Zeile des Quellbildes 12 darstellt.
    [0033] DieSteuerung 80 führtdenselben Prozeß für die blaueFarbe durch, wodurch das Scannen und Digitalisieren der RGB-Farbdaten in dreiLinien fertiggestellt wird, eine für jede RGB-Farbe. Die Auflösung desherkömmlichenCCD-Scanners 10 aus 1 unddes CIS-Scanners 70 aus 3 und 4 ist im wesentlichen gleich.Der CIS-Scanner 70 scannt drei überlappende Linien für jede Linie,die der CCD-Scanner 10 scannt, aber da der CIS-Scanner nurDaten füreine Farbe fürjede überlappendeLinie umfaßtund der CCD-Scanner 10 RGB-Farbdaten für jede Linie umfaßt, istdie letztendliche Auflösungdie gleiche.
    [0034] DasADC-Datensignal stellt weiterhin nur jeweils ein einzelnes Pixeldar, wie bei dem CCD-Scanner 10 aus 1. Fürden CIS-Scanner 70 aus 3 stelltdas ADC-Datensignal seriell jedoch die drei Farben eine Linie nachder anderen dar. Das ADC-Datensignal (COLORrow-column = FARBE-zeile-spalte) ausdem CIS-Scanner 70 sieht folgendermaßen aus: R1-1, R1-2, ...R1-5100, G1-1, G1-2,... G1-5100, B1-1, B1-2, ... B1-5100 R2-1,R2-2,... R2-5100, G2-1, G2-2, ... G2-5100, B2-1, B2-2,... B2-5100...
    [0035] DieSteuerung 80 umfaßteine Direktspeicherzugriffs-Steuerung(DMA-Steuerung; DMA = Direct Memory Accesses) (nicht gezeigt), zuder das serialisierte ADC-Datensignal von der AFE 42 weitergeleitetwird. Die DMA-Steuerung der Steuerung 80 entschlüsselt dasAFE-Datensignal und stellt es in den Speicher in einzelnen Farbblöcken ausDaten. Die Steuerung 80 ist konfiguriert, um das ADC-Datensignalentweder aus einem CIS- oder einem CCD-Typ-Scanner zu handhaben.Die Daten landen in drei separaten Speicherblöcken für jedes Pixel: ein Block nurfür rote,ein Block fürgrüne undein Block fürblaue Daten. Die DMA ist wirksam, um die zwei unterschiedlichenseriellen Datenströmezu handhaben und jede Farbe zu trennen und sie entsprechend in demSpeicher zu speichern. Firmware in der Steuerung 80 konfiguriertden Speicherblock, um mit dem Scannertyp übereinzustimmen, der gesteuertwird.
    [0036] WeiterhinBezug nehmend auf 4 verwendetein alternatives Ausführungsbeispieldes Systems 90 nur einen ausgewählten Kanal der AFE 42,um alle Farbkomponenten des seriellen analogen Signals Analog Voutzu verarbeiten. Die Werte, die in dem Register 56 des ausgewählten Kanalsgespeichert sind, werden auf den kalibrierten Wert geändert, für die Farbkomponente,die verarbeitet wird. Zum Beispiel kann die einzelne Leitung 93,die das Signal Analog Vout von dem CIS-Scankopf 72 trägt, mitdem Verbinder 51R gekoppelt sein, zum Verarbeiten allerFarbkomponenten durch den ersten Kanal (gezeigt in 4 als der Kanal, der dem Verarbeiten desRotsignals zugewiesen ist). Rot wird durch den Rotkanal verarbeitet,abgetastet durch den 3:1-MUX 60, und zu dem ADC 62 geliefert,wie oben beschrieben wurde, der das ADC-Datenausgangssignal erzeugt,das die Rot-Farbkomponente dieser Linie des Quellbildes 12 darstellt.Vor dem Verarbeiten des grünenSignals Analog Vout in dem Rot-Kanal, ändert dieSteuerung 80, die durch die digitale Schnittstelle 64 handelt,die Kalibrierungswerte in dem ersten Register 56R auf dieKalibrierungswerte, die Grünzugeordnet sind. Die Kalibrierungswerte können in dem Register 58 gespeichertsein, oder alternativ können dieWerte in einem Speicher gespeichert sein, der mit der Steuerung 80 gekoppeltist, wie zum Beispiel dem Speicher 48. Die Steuerung 80 läßt die grünfarbigeLichtquelle 74G aufblitzen, und das Analog Vout wird zudem ersten Kanal bei dem Eingang 51R geliefert, wo es gemäß Kalibrierungswertenverarbeitet wird, die dann gegenwärtig in dem Register 54R gespeichertwerden, die die Kalibrierungswerte für die Grün-Farbkomponente sind. Der Prozeß wird für blau wiederholt,wodurch das Scannen und Digitalisieren des seriellen Analog-Farbsignalsabgeschlossen wird. Der MUX 60 ist nur konfiguriert, umdas Signal aus dem Rot-Kanal abzutasten und schaltet nicht zwischenden Kanälen,wie bei dem vorangehend erörtertenAusführungsbeispiel.
    [0037] Beieinem anderen Ausführungsbeispielist die Steuerung 80 wirksam, um die Farbkomponentenverarbeitungzu steuern, so wohl fürein serielles Analog-Farbsignal als auch ein paralleles Analog-Farbsignal.Dieses Ausführungsbeispielermöglichtes einem einzelnen Paar einer AFE 42 und einer Steuerung 80,eine Analog-Farbsignal-Ausgabe eines Scankopfes zu verarbeiten,ohne Rücksichtdarauf, ob das Signal serialisiert oder parallel ist. Bei einemweiteren Ausführungsbeispielumfaßtdas System 90 einen Schalter (nicht dargestellt), der wirksam ist,um zwischen einer Mehrzahl von parallelen Eingängen zu schalten, wobei jederEingang mit einem Verarbeitungskanal gekoppelt ist, ein einzelnerserieller Signaleingang mit allen Verarbeitungskanälen gekoppeltist und ein einzelner serieller Eingang mit einem Verarbeitungskanalgekoppelt ist. Der Schalter kann eine beliebige Struktur umfassen,wie zum Beispiel eine mechanische oder eine Transistor-Vorrichtung,oder kann einfach alternative Positionen zum Hartverdrahten liefern.
    权利要求:
    Claims (20)
    [1] Bilderfassungsschaltung, die folgende Merkmaleaufweist: einen Digitalisierer (42), der wirksam ist,um ein serielles Analog-Farbsignal (Analog Vout) zu empfangen, daseine vorbestimmte Sequenz von Farbkomponenten aufweist, wobei derDigitalisierer folgende Merkmale aufweist: eine Mehrzahl vonKanälen,die jeweils wirksam sind, um eine jeweilige Farbkomponente (Vred,Vgreen, Vblue) zu verarbeiten; und einen Analog-zu-Digital-Wandler(62), der wirksam ist, um sequentiell die Farbkomponentenzu empfangen und zu digitalisieren; und eine Steuerung (80),die mit dem Digitalisierer gekoppelt ist und wirksam ist, um jedender Kanälemit dem Analog-zu-Digital-Wandler in der vorbestimmten Sequenz zukoppeln.
    [2] Bilderfassungsschaltung gemäß Anspruch 1, bei der der Digitalisierer(42) ferner einen Multiplexer (60) umfaßt, derzwischen den Kanälenund dem Analog-zu-Digital-Wandler(62) angeordnet ist, und bei der die Steuerung (80)ferner wirksam ist, um zu bewirken, daß der Multiplexer die Kanäle mit dem Analog-zu-Digital-Wandler in der vorbestimmtenSequenz koppelt.
    [3] Bilderfassungsschaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei derjeder Eingangskanal wirksam ist, um die jeweilige Farbkomponentezu modifizieren, die er verarbeitet.
    [4] Bilderfassungsschaltung gemäß Anspruch 3, bei der jederEingangskanal ferner wirksam ist, um die jeweilige Farbkomponentezu verstärken.
    [5] Bilderfassungsschaltung gemäß Anspruch 3 oder 4, bei derjeder Eingangskanal ferner wirksam ist, um die jeweilige Farbkomponentezu versetzen.
    [6] Bilderfassungsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis5, bei der die Steuerung (80) ferner wirksam ist, um denDigitalisierer (42) derart zu steuern, daß der ersteEingangskanal eine erste Farbkomponente des empfangenen Analog-Farbsignals verarbeitet,der zweite Eingangskanal eine zweite Farbkomponente des empfangenenAnalog-Farbsignals verarbeitet usw., bis jede Farbkomponente individuellverarbeitet wird.
    [7] Bilderfassungsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis6, bei der der Digitalisierer (42) wirksam ist, um dasserielle Analog-Farbsignal (Analog Vout) in der Mehrzahl von Kanälen zu empfangen.
    [8] Bilderfassungsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis7, bei der der Digitalisierer (42) ferner wirksam ist,um ein paralleles Analog-Farbsignal (Red analog Vout, Green AnalogVout, Blue Analog Vout) zu empfangen, das Farbkomponenten aufweist,wobei jeder Kanal des Digitalisierers (42) wirksam ist,um eine jeweilige Farbkomponente zu empfangen.
    [9] Bilderfassungsschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis8, bei der die Steuerung (80) und der Digitalisierer (42)auf einem einzelnen Chip gebildet sind.
    [10] Bilderfassungsschaltung, die folgende Merkmale aufweist: einenDigitalisierer (42), der wirksam ist, um ein seriellesAnalog-Farbsignal zu empfangen, das eine vorbestimmte Sequenz ausFarbkomponenten aufweist, wobei der Digitalisierer folgende Merkmaleaufweist: eine Mehrzahl von Signalmodifikationskanälen, wobeieiner der Kanälewirksam ist, um sequentiell jede der Farbkomponenten gemäß einementsprechenden Modifikationsparameter zu modifizieren; und einenAnalog-zu-Digital-Wandler (62), der wirksam ist, um sequentielldie modifizierten Farbkomponenten zu empfangen und zu digitalisieren;und eine Steuerung (80), die mit dem Digitalisierergekoppelt ist und wirksam ist, um sequentiell den Modifikationsparameterzu aktualisieren, damit derselbe der Farbkomponente entspricht,die der Kanal modifiziert.
    [11] Bilderfassungsschaltung gemäß Anspruch 10, bei der derModifikationsparameter eine Verstärkung umfaßt.
    [12] Bilderfassungsschaltung gemäß Anspruch 10 oder 11, beider der Modifikationsparameter einen Versatz umfaßt.
    [13] Scanner, der folgende Merkmale aufweist: einenSensorkopf (72), der wirksam ist, um ansprechend auf eineAbtastung eines Bildes (12) ein serielles Analog-Farbsignal(Analog Vout) zu erzeugen, das eine vorbestimmte Sequenz aus Farbkomponentenaufweist; eine Bilderfassungsschaltung, die folgende Merkmale aufweist: einenDigitalisierer (42), der wirksam ist, um das serielle Analog-Farbsignalzu empfangen, und der folgende Merkmale aufweist: eine Mehrzahlvon Kanälen,wobei jeder derselben wirksam ist, um eine jeweilige Farbkomponentezu verarbeiten; und einen Analog-zu-Digital-Wandler (62),der wirksam ist, um sequentiell die Farbkomponenten zu empfangenund dieselben zu digitalisieren; und eine Steuerung (80),die mit dem Digitalisierer gekoppelt ist und wirksam ist, um jedender Kanälein der vorbestimmten Sequenz mit dem Analog-zu-Digital-Wandler zu koppeln.
    [14] Scanner gemäß Anspruch13, bei dem jeder Eingangskanal mit dem seriellen Analog-Farbsignal gekoppeltist.
    [15] Scanner gemäß Anspruch13 oder 14, bei dem die Steuerung (80) ferner wirksam ist,um die Erzeugung einer ersten Farbkomponente durch den Sensorkopf(72) mit dem Verarbeiten der ersten Farbkomponente durcheinen ersten Kanal zu synchronisieren, die Erzeugung einer zweitenFarbkomponente durch den Sensorkopf mit dem Verarbeiten der zweitenFarbe durch einen zweiten Kanal zu synchronisieren, und fortzufahren,bis jede Farbkomponente erzeugt und durch einen unterschiedlichenKanal verarbeitet wurde.
    [16] Scanner gemäß einemder Ansprüche13 bis 15, bei dem die Farbkomponenten Rot, Grün und Blau umfassen.
    [17] Scanner gemäß einemder Ansprüche13 bis 16, bei dem der Scankopf ein CIS-Typ ist.
    [18] Scanner, der folgende Merkmale aufweist einenSensorkopf (72), der wirksam ist, um ansprechend auf einScannen eines Bildes ein serielles Analog- Farbsignal zu erzeugen, das eine vorbestimmteSequenz aus Farbkomponenten aufweist; eine Bilderfassungsschaltung,die folgende Merkmale aufweist: einen Digitalisierer (42),der wirksam ist, um das serielle Analog-Farbsignal zu empfangen,und der folgende Merkmale aufweist: eine Mehrzahl von Signalmodifikationskanälen, wobeieiner der Kanälewirksam ist, um sequentiell jede der Farbkomponenten gemäß einementsprechenden Modifikationsparameter zu modifizieren; und einenAnalog-zu-Digital-Wandler (62), der wirksam ist, um sequentielldie modifizierten Farbkomponenten zu empfangen und zu digitalisieren;und eine Steuerung (80), die mit dem Digitalisierergekoppelt ist und wirksam ist, um sequentiell den Modifikationsparameterzu aktualisieren, so daß derselbeder Farbkomponente entspricht, die der Kanal modifiziert.
    [19] Verfahren zum Digitalisieren eines seriellen Analog-Farbsignals, daseine vorbestimmte Sequenz aus mehreren Farbkomponenten aufweist,wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Modifiziereneiner ersten der Komponenten mit einem ersten Kanal und Digitalisierender modifizierten Komponente währendeiner ersten Zeitperiode; und Modifizieren einer zweiten derKomponenten mit einem zweiten Kanal und Digitalisieren der modifiziertenKomponente währendeiner zweiten Zeitperiode, die getrennt von der ersten Zeitperiodeist.
    [20] Verfahren zum Digitalisieren eines seriellen Analog-Farbsignals, daseine vorbestimmte Sequenz aus mehreren Farbkomponenten aufweist,wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Setzen einesModifikationsparameters eines ausgewählten einer Mehrzahl von Kanälen aufeinen ersten vorbestimmten Pegel, Modifizieren von zumindest einerersten der Farbkomponenten mit dem Kanal und Digitalisieren dermodifizierten ersten Komponente während einer ersten Zeitperiode;und Setzen des Modifikationsparameters des Kanals auf einenzweiten vorbestimmten Pegel, Modifizieren einer zweiten der Farbkomponentenmit dem Kanal und Digitalisieren der modifizierten zweiten Komponentewährendeiner zweiten Zeitperiode, die getrennt von der ersten Zeit ist.
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