[发明专利]扫描仪光电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种扫描仪光电系统，其特征在于：包括扫描仪控制器、CCD图像传感器、模拟前端和存储器；所述扫描仪控制器分别与CCD图像传感器、模拟前端和存储器相连，所述CCD图像传感器的输出端与模拟前端相连。

2.根据权利要求1所述的扫描仪光电系统，其特征在于：所述扫描仪控制器包括沿数据传输方向依次设置的减法器、乘法器、分辨率控制模块、GAMMA校正模块、行处理模块和数据打包模块；所述存储器分别与减法器、乘法器、GAMMA校正模块和数据打包模块相连。

3.根据权利要求2所述的扫描仪光电系统，其特征在于：所述存储器用于存储减法器的偏移参数、乘法器的增益系数、GAMMA校正模块的校正参数以及数据打包模块的图像数据。

4.根据权利要求3所述的扫描仪光电系统，其特征在于：所述扫描仪控制器还包括真灰度处理模块、数据压缩模块和二值处理模块；所述真灰度处理模块的输入端与行处理模块相连，真灰度处理模块的输出端分别与数据打包模块、数据压缩模块和二值处理模块相连；所述数据压缩模块的输入端分别与真灰度处理模块和行处理模块相连，数据压缩模块的输出端与数据打包模块相连；所述二值处理模块的输入端与真灰度处理模块相连，二值处理模块的输出端与数据打包模块相连。

5.根据权利要求1-4中任一所述的扫描仪光电系统，其特征在于：所述模拟前端包括相关双采样模块、偏移数模转换器、可编程增益放大器和模数转换器；CCD图像传感器的输出端与所述相关双采样模块相连，所述相关双采样模块和偏移数模转换器与可编程增益放大器相连，所述可编程增益放大器与模数转换器相连，所述模数转换器与扫描仪控制器相连。

6.根据权利要求5所述的扫描仪光电系统，其特征在于：还包括与扫描仪控制器相连的零位及限位传感器。

7.一种扫描仪光电系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)CCD图像传感器采集扫描对象的图像信息后向模拟前端输出模拟信号；

2)模拟前端对模拟信号进行处理后向扫描仪控制器输出数字信号；

3)减法器对输入的数字信号进行像素级偏移补偿处理；

4)乘法器对经过偏移补偿的像素数据进行像素级增益校正处理；

5)分辨率控制模块对经过增益校正的像素数据进行分辨率调整处理；

6)GAMMA校正模块对经过分辨率调整的像素数据进行色彩校正；

7)行处理模块对经过色彩校正的像素数据对应于三个通道的图像数据分量组织在一起；

8)数据打包模块对图像数据进行打包处理后输出至存储器中。

8.根据权利要求7所述的扫描仪光电系统控制方法，其特征在于，步骤1)中CCD图像传感器进行图像采集的曝光控制方法是：

1.1)CCD图像传感器扫描白色基准，以求得的平均值作为第一参考值；

1.2)若第一参考值小于目标值，则同时增大CCD图像传感器的积分时间和曝光时间，然后返回步骤1.1)；若第一参考值大于或者等于目标值，则执行步骤1.3)；

1.3)缩短CCD图像传感器的曝光时间，然后扫描白色基准并将求得的平均值作为第二参考值；

1.4)若第二参考值大于或者等于目标值，则返回步骤1.3)；若第二参考值小于目标值，则将目标值与第二参考值的比值作为倍数延长CCD图像传感器的曝光时间。

9.根据权利要求7或8所述的扫描仪光电系统控制方法，其特征在于，步骤2)中模拟前端对模拟信号进行处理的方法包括以下步骤：

2.1)将可编程增益放大器的值设置为1；

2.2)将偏移数模转换器的静态偏移值设置为最大；

2.3)CCD图像传感器扫描数行黑色区域，计算得到平均暗电平值B_avg；

2.4)CCD图像传感器扫描一块白色区域，计算得到平均白电平值W_avg；

2.5)计算可编程增益放大器的增益系数Gain＝(W_target-B_target)/(W_avg-B_avg)，其中W_target为目标白电平值，B_target为目标暗电平值；

2.6)采用与步骤2.3)相同的方法重新计算平均暗电平值B′_avg；根据以下公式计算偏移数模转换器的偏移参数DAC_adj：

Diff＝B_target-B′_avg

ΔV＝Diff*V_range/N_codes

ΔV_out＝ΔV/G_actual

DAC_adj＝ΔV_out/S

其中，V_range为模数转换器的电压输入范围，N_codes为模数转换器的电压输出值个数，S为偏移数模转换器的调整系数；

2.7)根据计算得到的增益系数Gain和偏移参数DAC_adj对模拟信号进行处理。