專利名稱：用于掃描儀的簡單用戶驅(qū)動單觸校準(zhǔn)的方法及其軟件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種簡易單步方法，允許用戶通過插入工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)色卡(color target)，自動和定期地校準(zhǔn)掃描儀或相關(guān)設(shè)備。本發(fā)明方法需要極少用戶的輸入或技能來執(zhí)行校準(zhǔn)，另外，以透明但復(fù)雜的方式優(yōu)化校準(zhǔn)過程。這種校準(zhǔn)方法可用在包含CCFL(冷陰極熒光燈)、CIS(接觸式圖像傳感器)或標(biāo)準(zhǔn)熒光燈的掃描儀或設(shè)備的整個壽命中，從而確保在設(shè)備的壽命期間的一致性能。
背景技術(shù)：
本發(fā)明非常接近地對應(yīng)美國專利商標(biāo)局分類358/1.5，其中，分類358包括靜態(tài)圖像或靜態(tài)圖像序列的傳送或再現(xiàn)，其中組成圖像的局部光或密度變化不隨時間改變。子類包括其中標(biāo)記裝置或圖像介質(zhì)的位置或速度修改數(shù)據(jù)顯示的主題。
在其最簡單的形式中，本發(fā)明包括一種將軟件程序與將插入光學(xué)掃描儀或相關(guān)設(shè)備中的物理色卡組合的方法，其目的是自動校準(zhǔn)掃描儀或設(shè)備，用于對最終掃描進行最佳顏色再現(xiàn)(為簡化目的，在此大部分所示的設(shè)備將是標(biāo)準(zhǔn)掃描儀)。
在本發(fā)明前已有的校準(zhǔn)方法在數(shù)學(xué)上很麻煩，非常容易出錯，或需要多步過程，而多步過程沒有向不熟練的計算機用戶提供簡單掃描儀校準(zhǔn)。參見網(wǎng)站URLhttp://triptych.brynmawr.edu/guides/scanner.html上的文章Bryn Mawr大學(xué)，TriptychThe Tri-CollegeDigital Library。另外參見Margaret Motamed的美國專利6,327,047“Automatic scanner calibration”，描述自校準(zhǔn)的當(dāng)前方法，但限于灰度級，以及要求附著在掃描前導(dǎo)頁的色卡作為“位于所述掃描表面附近用于保持所述校準(zhǔn)色卡在其上的非反射套管”。另外，Motamed的方法不包括專用軟件，而是依賴于第三方軟件。另外，Motamed的專利中的過程表示色卡隨著每次掃描而運行，以及用戶必須專注于每次是否需要校準(zhǔn)。最后，要求通過掃描儀打印并隨后處理上述參考專利中的色卡。
本發(fā)明的內(nèi)容、目的和優(yōu)點在本行業(yè)所公知的是，CCFL或標(biāo)準(zhǔn)熒光燈在色溫、均勻度和光輸出方面隨時間老化。當(dāng)這種老化發(fā)生時，掃描圖像在所再現(xiàn)的圖像上的清楚度和顏色一致性方面受到影響。本發(fā)明在其最寬方面，包括一種新的獨特方法，該方法利用軟件程序并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)色卡，用戶用標(biāo)準(zhǔn)色卡可以簡單和自動地校準(zhǔn)他們自己的掃描儀。定期校準(zhǔn)將使用戶能夠在掃描儀的壽命期間，從他們的掃描儀獲得一致和最佳結(jié)果，從而消除由老化機器產(chǎn)生的性能的自然老化。
在掃描過程中，發(fā)光件確定在最終掃描圖像上觀察的實際顏色。在本發(fā)明的方法中，假定發(fā)光件是CCFL或標(biāo)準(zhǔn)熒光燈，其中，熒光體發(fā)白光。用在數(shù)字圖像操作(諸如數(shù)碼照相機、攝像機、掃描儀、監(jiān)視器、視頻采集卡和打印機)的所有設(shè)備分別具有它們自己的傳送功能或傳輸特性。它們改變圖像數(shù)據(jù)的亮度分布，有些是以高度非線性的方式改變。
這些改變通常不受控制，當(dāng)使用除用以創(chuàng)建圖像的系統(tǒng)以外的其他系統(tǒng)查看或操作圖像時，產(chǎn)生嚴(yán)重問題。太暗、太亮或無深淺反差圖像是不受控制傳送特性的最常見跡象。在沒有任何理由的情況下經(jīng)常出現(xiàn)色調(diào)偏移，它是非線性變換的直接結(jié)果。
查看伽馬值(灰度系數(shù))在不同計算平臺間變化很大的事實也是一個理由。專用于一個硬件(諸如掃描儀)的伽瑪校正基于制造商改變，最經(jīng)常的情況下，甚至未規(guī)定，以致在能執(zhí)行任何校準(zhǔn)前，必須首先測量傳送特性。這是不熟練的用戶大多肯定不知道的異常，以及甚至要求精練的計算機用戶經(jīng)復(fù)雜的解決方案來補償。
傳送函數(shù)或線性度是色彩管理的最重要部分。它負(fù)責(zé)太暗/亮圖像以及色調(diào)偏移，例如，如果橙色看上去像橙色或紅色。在監(jiān)視器、掃描儀和照相機工作的RGB(紅、綠、藍)模式中，存在用于每一原色的指定數(shù)量的亮度級。在一般的3*8位＝24位真彩色模式中，對三個原色的每一個，僅具有256個亮度級。當(dāng)混合時，這些將組成在監(jiān)視器上看到的所有其他顏色，256^3＝16.7百萬色。如果不是線性地校準(zhǔn)這256級，那么未校準(zhǔn)全色空間(色域)以及高級制圖員將非常不滿意輸出結(jié)果。大多數(shù)用戶可以歸類為不精通，以及通常利用標(biāo)準(zhǔn)的低到中檔掃描儀。這些用戶，如果完全知道校準(zhǔn)以及圖像質(zhì)量的相關(guān)性，執(zhí)行可視校準(zhǔn)?？梢曅?zhǔn)包括多個步驟，包含不僅校準(zhǔn)掃描儀本身，而且校準(zhǔn)用戶的監(jiān)視器和打印機。該過程麻煩且特別不準(zhǔn)確。
本發(fā)明的方法以甚至由最低精通程度的計算機用戶易于使用的簡單的“單擊”過程，校準(zhǔn)和補償上述特性問題。用戶將標(biāo)準(zhǔn)色卡簡單地插入到他們的掃描儀中，并按壓掃描按鈕。這里作為示例，我們使用Kodak Q-60色卡。本發(fā)明用戶界面被啟動并出現(xiàn)在用戶的計算機屏幕上。然后，用戶簡單地選擇界面上的“采集色卡”。在采集期間，使掃描儀置于已知模式中，燈穩(wěn)定，以及掃描測試色卡。只要由本發(fā)明軟件接收到整個掃描色卡，使用先進的模式識別來定位色卡固有的剪切標(biāo)記來表示色卡的測試區(qū)。色卡被掃描，以及使用專用算法來自動地剪切，以便將剪切標(biāo)記放置和定位在色卡的適當(dāng)區(qū)上。
在此所述的校準(zhǔn)過程所固有的是，存在兩個基本數(shù)據(jù)集。第一數(shù)據(jù)集由掃描儀產(chǎn)生的色彩數(shù)據(jù)組成，以及第二數(shù)據(jù)集由認(rèn)為是基于測試色卡而產(chǎn)生的色彩組成。利用色卡上的坐標(biāo)，本發(fā)明系統(tǒng)識別色卡上的每一彩色方塊的位置，隨后，對于測試色卡上的每一方塊，將所確定的顏色與制造商產(chǎn)生的顏色坐標(biāo)的顏色進行比較。該過程進行幾秒，以及對用戶實際上透明的。
本發(fā)明的算法應(yīng)用于該比較過程來確定掃描儀產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的最佳可能轉(zhuǎn)換，以便顯示出與測試色卡類似。然后，將該轉(zhuǎn)換應(yīng)用于每一掃描，以及保證設(shè)備的顏色精度。在本發(fā)明的用戶界面中，還包括以下拉或滑動比例菜單項形式的選項，如果需要，用戶可從該選項選擇，以修改或自定義顏色伽馬值(gamma)從更亮到更暗。
總的來說，本發(fā)明的方法是單步、單觸裝置，用于使用戶在數(shù)秒鐘內(nèi)校準(zhǔn)他們的掃描儀，而無需具有校準(zhǔn)過程的特定技能或知識。用戶簡單地插入色卡、按壓一個按鈕，以及就可以快速執(zhí)行該過程和該過程對用戶是相對透明的。這種方法的市場需求很大，以及目前未對典型的計算機用戶提供這種簡單的校準(zhǔn)方案。
附圖簡述以下參考附圖更詳細地描述本發(fā)明，其中

圖1描述用于使用伽馬函數(shù)的位深壓縮的理論上限。
圖2是用于校準(zhǔn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)色卡。
圖3是用于整個校準(zhǔn)過程的本發(fā)明方法過程的流程圖；圖4是顯示啟動校準(zhǔn)的選項的本發(fā)明方法的用戶界面的屏幕截圖；以及圖5是包括掃描色卡和表示伽馬調(diào)整選項的本發(fā)明方法的用戶界面的屏幕截圖。
包括實施本發(fā)明的最佳方式的詳細說明下述的詳細描述通過舉例示例、而不是限制本發(fā)明的原理的方式說明本發(fā)明。該描述將清楚地使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，以及描述本發(fā)明的各個實施例、修改方案、變型、替換方案和使用。該描述包括目前認(rèn)為實施本發(fā)明的最佳方式。
關(guān)于這一點，在五個相對簡單的圖中示例說明本發(fā)明，盡管有關(guān)向軟件體系結(jié)構(gòu)、編程和計算機操作領(lǐng)域的技術(shù)人員解釋實現(xiàn)或使用所述發(fā)明的可行方法足夠復(fù)雜。
圖1是表示使用不同值的伽馬函數(shù)，位深壓縮成8位數(shù)據(jù)的理論上限的圖。該圖主要用來將顏色灰度系數(shù)(color gamma)解釋為有組織的數(shù)據(jù)以幫助理解其中斜率的功能性。為了進行數(shù)學(xué)傾斜，反伽馬函數(shù)的第一導(dǎo)數(shù)，x-軸20被二進制編碼，以便導(dǎo)數(shù)的值1表示8位精度。編碼Y軸22以表示灰度百分比K％。伽馬補償在范圍0％至75％黑的范圍中降低精度。對伽馬空間2.2及以上，在高亮區(qū)僅低于7位精度可用。對彩色圖像，7位分辨率與退色8倍相同，因為使顏色分量(紅、綠和藍)的每一個減半。這接近于JPG格式保持使用中等壓縮設(shè)定值的相同質(zhì)量。伽馬補償24獲得在75％至100％黑的范圍中的精度。
圖2是作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)色卡的示例的柯達Q-60色卡的表示。在本申請中，該色卡不打算在任何專利考慮下保護，以及僅為清楚目的而顯示。每一單獨的顏色方塊26表示目標(biāo)色。剪切標(biāo)記28是該色卡所固有的，以及在幫助本發(fā)明軟件采集測試區(qū)中是完整的，以便排除該色卡的所有其他區(qū)。在剪切后，這些剪切標(biāo)記內(nèi)的目標(biāo)區(qū)是用在與每一顏色方塊的坐標(biāo)有關(guān)的校準(zhǔn)過程中的唯一區(qū)域。這些坐標(biāo)將提供用于本發(fā)明方法校準(zhǔn)的比較和轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)。
圖3是解釋由本發(fā)明方法執(zhí)行的步驟序列的流程圖，從將色卡插入掃描儀30開始。在插入后，啟動本發(fā)明的用戶界面32，以及用戶選擇“采集色卡”34。采集后，專用算法處理該色卡36。在算法功能期間，采集38色卡所固有的剪切標(biāo)記，以及顏色被處理并轉(zhuǎn)換成與設(shè)備的制造商的生產(chǎn)坐標(biāo)最佳匹配。只要完成采集、轉(zhuǎn)換和顏色處理，就執(zhí)行了校準(zhǔn)40。
圖4表示在啟動校準(zhǔn)軟件42后，在用戶的計算機屏幕上顯示的本發(fā)明的方法的用戶界面。在用戶界面上包括用于通過采集色卡啟動校準(zhǔn)，以及如果需要，調(diào)整伽馬值(灰度系數(shù))的選項?！安杉ā卑粹o或圖標(biāo)44允許用戶單擊來啟動色卡的采集和包括校準(zhǔn)的剩余步驟，而沒有另外的用戶輸入。另外，如果需要，用戶可以通過點擊伽馬值選項46，調(diào)整顏色灰度系數(shù)?？梢詧?zhí)行這一功能，以便用戶能可視地比較在他們的個人計算機監(jiān)視器上顯示的方塊。該選項是由更精通的用戶經(jīng)常選擇的選項。
圖5示例說明一旦采集色卡之后48，所顯示的本發(fā)明軟件的用戶界面。剪切的色卡在用戶界面50上顯示，并包含表示當(dāng)校準(zhǔn)時本發(fā)明軟件已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的匹配的顏色方塊。另外的選擇可用于用戶，諸如重復(fù)剪切52、重復(fù)掃描54、調(diào)整伽馬值56，或處理色卡58。用戶視圖的這一階段中的步驟是關(guān)于與新任務(wù)相對的校準(zhǔn)過程的實際重復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種用于利用單步用戶界面及其軟件對輸出彩色圖像的標(biāo)準(zhǔn)掃描儀或相關(guān)設(shè)備進行簡單單觸校準(zhǔn)的方法。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中校準(zhǔn)依賴于將色卡插入所述掃描儀或相關(guān)設(shè)備。
3.一種計算機程序，包括應(yīng)用于所述色卡上的顏色的采集和轉(zhuǎn)換的專用算法。
4.如權(quán)利要求3所述的計算機程序，其中，在定位所述色卡上的剪切標(biāo)記以便確定校準(zhǔn)測試區(qū)后，實現(xiàn)所述采集。
5.如權(quán)利要求4所述的計算機程序，進一步包括比較所述色卡上的顏色、以及與所述掃描儀或相關(guān)設(shè)備制造商生成的顏色坐標(biāo)相比優(yōu)化所述色卡上的顏色的轉(zhuǎn)換算法。
6.如權(quán)利要求3所述的計算機程序，進一步包括顯示用戶界面，其中，用戶可以進行有關(guān)校準(zhǔn)選項的選擇。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，選擇方法包括用于用戶通過點擊界面圖標(biāo)，啟動校準(zhǔn)的選項。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括增加或減小顏色灰度系數(shù)的選擇方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于使用戶校準(zhǔn)他們的標(biāo)準(zhǔn)掃描儀或相關(guān)設(shè)備的簡單的“單擊”方法，其中，將色卡插入掃描儀中以及用戶通過點擊如在本發(fā)明方法的用戶界面上提供的圖標(biāo)，選擇校準(zhǔn)啟動。專用算法執(zhí)行采集和轉(zhuǎn)換步驟，其中，結(jié)果是設(shè)備及其制造商生成的顏色坐標(biāo)間最佳的顏色表示。這一方法簡單以及不要求校準(zhǔn)過程的知識，從而允許最低精通程度的計算機用戶定期地校準(zhǔn)他們的掃描儀或設(shè)備，以便補償包含在其中的發(fā)光件隨時間的自然老化。
文檔編號H04N1/60GK1977524SQ200580014213
公開日2007年6月6日 申請日期2005年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月5日
發(fā)明者羅恩·范奧斯 申請人:維什尼爾公司