專利名稱：線性傳感器成象方法和成象裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種費用不高的獲取物體的圖象的方法和裝置，該物體以一未知的可變速度或固定速度移經(jīng)一個或多個線性傳感器陣列。
背景技術(shù)：
成象裝置例如傳真機通過以一已知的定速掃描圖象而獲取圖象。例如，在典型的傳真機中，一步進(jìn)電機帶動印有圖象的紙張經(jīng)由一狹縫而以一定的速度移動圖象經(jīng)過一固定的掃描頭。在任何特定時間，掃描頭僅僅“看到”與掃描頭相鄰的圖象的一狹窄的線性部分。由于掃描速度是預(yù)定不變的，所以能容易地在固定的連續(xù)時間間隔內(nèi)驅(qū)動傳真機的控制電路，以將在每一時間間隔“看到”的圖象部分傳送到一緩沖寄存器。緩沖寄存器存儲圖象部分而產(chǎn)生出被掃描圖象的全數(shù)字圖象。代替如上所述的使圖象通過固定的掃描頭，圖象可保持在一固定位置而步進(jìn)電機移動掃描頭以一定的速度經(jīng)過圖象，例如在一典型的平臺掃描器中。
如前所述的已有技術(shù)裝置使用相當(dāng)昂貴、笨重的步進(jìn)電機以維持掃描速度為一高準(zhǔn)確度。某些已有技術(shù)的裝置，例如手握型掃描器，當(dāng)以可變的速度手操縱掃描器來掃描將要成象的物體時，使用與滾筒耦合的較小的編碼器來使掃描過程同步。盡管掃描速度是可變的，但可由滾筒和編碼器之間的電和/或機械耦合來確定。但是，這樣的方案需要昂貴的高精度的編碼器和/或相當(dāng)復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)掃描圖象的高分辨率。
本發(fā)明提供了一種使用一個或多個線性陣列獲取移動物體的圖象的方法和裝置，而不需高精度的步進(jìn)電機，不需機械性地測量物體速度。
發(fā)明概述在一個實施例中，本發(fā)明提供一種成象裝置，其中當(dāng)物體橫向穿過線性傳感器陣列而物體片段依次位于傳感器附近時，線性傳感器陣列連續(xù)產(chǎn)生物體片段的圖象。比較連續(xù)有序的片段圖象對以產(chǎn)生表示其間相似的輸出信號。每當(dāng)比較器輸出信號不表示在圖象對之間完全相似時，在緩沖寄存器中存儲該片段圖象對的一個。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供一種成象裝置，其中，一第一線性傳感器陣列在第一出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于第一傳感器附近的物體的第一片段的第一圖象。一第二線性傳感器陣列與第一線性傳感器陣列相隔距離d。在第二出現(xiàn)時間，該第二線性傳感器陣列產(chǎn)生位于第二傳感器附近的物體的一第二片段的第二圖象。一緩沖寄存器與第一陣列耦合。當(dāng)物體移動經(jīng)過第一陣列時，對于連續(xù)的多個第一片段的第一圖象和其出現(xiàn)的時間被存儲在該緩沖寄存器中。一比較器耦合在緩沖寄存器和第二陣列之間。該比較器將第二圖象與所選擇的多個被存儲的第一圖象中的每一個進(jìn)行比較，以確定被存儲的第一圖象中與第二圖象最相似(即，最佳匹配)的那一個。然后，一物體速度估值器作為d/(ti-tm)的適當(dāng)加權(quán)函數(shù)估算物體的速度S〔即，S∝d/(ti-tm)〕，其中，ti是第二圖象中的一個被選擇圖象的出現(xiàn)時間，tm是與被選擇的第二圖象最相似的第一圖象的出現(xiàn)時間。
可以按一固定的或可變的采樣速度操作成象裝置。如果采樣速度是固定的，則在同一持續(xù)時間的采樣時間間隔內(nèi)產(chǎn)生一些片段圖象。由于每一“最佳匹配”掃描的速度和持續(xù)時間是已知的，所以可以很容易地確定每個這樣的掃描的寬度，并且能對緩沖寄存器采樣以提取相同寬度圖象“帶”并由其組合而產(chǎn)生整個圖象。如果采用可變的采樣速度，則在一具有等于1/(R*S)的持續(xù)時間的采樣間隔內(nèi)產(chǎn)生每一片段圖象，其中R是最終圖象的所要求的(固定的)分辨率。由于掃描速度與物體的速度成正比地變化，所以只要掃描過程一結(jié)束就能直接從緩沖寄存器中讀出合成的圖象。
本發(fā)明的進(jìn)一步實施例引入了附加的傳感器陣列，以更精確耐久地測量物體的速度并從而改善最終形成圖象的分辯率。
附圖簡介

圖1是具有單個線性傳感器陣列的成象裝置的示意傾斜視圖。
圖2是圖1的裝置的側(cè)視圖。
圖3是表示圖1的裝置的電子元件的示意方框圖。
圖4是描述圖1的裝置形成移動物體圖象的順序步驟的流程圖。
圖5是一對隔開的線性傳感器的頂視圖。
圖6是加入圖5的線性傳感器的成象裝置的側(cè)視圖。
圖7是描述經(jīng)由圖5的線性傳感器陣列獲得的被選擇圖象片段形成的合成圖象的存儲緩沖寄存器中存儲的格式化表示。
圖8是舉例說明圖6的裝置形成移動物體圖象的順序步驟的流程圖。
圖9是舉例說明圖6的裝置形成移動物體圖象的另一順序步驟的流程圖。
圖10是三個隔開的線性傳感器的頂視圖。
圖11是舉例說明加入圖10的線性傳感器陣列的成象裝置形成移動物體圖象的順序步驟的流程圖。
圖12是四個隔開的、濾色的線性傳感器陣列的頂視圖。
圖13是加入圖12的線性傳感器陣列的成象裝置的側(cè)視圖。
圖14是描述圖13的裝置形成移動物體彩色圖象的順序步驟的流程圖。
說明圖1和圖2描述本發(fā)明的加入一單個線性傳感器陣列10的第一實施例。要成象的物體12以未知的可變的或固定的速度沿箭頭14的方向移經(jīng)蓋板18的觀察區(qū)16。傳感器10通過觀察區(qū)16看到物體12的一個窄的線性片段并產(chǎn)生表示該片段的輸出信號。透鏡或其它裝置協(xié)助觀察由傳感器10看到的物體的片段。
傳感器10可以是一1×n象素的線性陣列。蓋板18可以是透明的，在此情況下觀察區(qū)16可以是蓋板18的一個預(yù)定區(qū)域?；蛘?，觀察區(qū)16可以是蓋板18中的縫或孔。
正如圖3所示出的，將傳感器10產(chǎn)生的輸出信號傳送給處理器22，處理器將輸出信號存儲在緩沖寄存器24中。當(dāng)物體12的全部(或部分)圖象已經(jīng)存儲在如上所述的緩沖寄存器24中時，處理器22在26輸出全部的(或部分的)圖象。
圖1-3示出的裝置的操作由圖4的流程圖來描述。由處理器22接收正由傳感器10產(chǎn)生的信號，正如步驟30所示(即，掃描傳感器10以獲得正在觀察區(qū)16附近的物體12的片段的1×n象素圖象)。由比較器22將由傳感器10產(chǎn)生的當(dāng)前信號(通常由一系列的n位組成，每一位與傳感器10的一個象素對應(yīng))與前面存儲在緩沖寄存器24中的掃描信號進(jìn)行比較，如步驟32所示。在步驟34，如果比較步驟32顯示由傳感器10產(chǎn)生的當(dāng)前信號基本上與前面在緩沖寄存器24中存儲的掃描信號相似，那么從步驟30開始重復(fù)前面所述步驟。否則，如果比較步驟32顯示出傳感器10產(chǎn)生的當(dāng)前信號和前面的掃描信號完全不相似，那么由傳感器10產(chǎn)生的當(dāng)前信號存儲在緩沖寄存器24中，如步驟36所示。如果存儲步驟36未存滿緩沖寄存器24(即步驟38的結(jié)果是否定的)，那么從步驟30開始重復(fù)前面所述步驟。否則，如果存儲步驟36存滿緩沖寄存器24，則在步驟40終止操作，將全部圖象留在緩沖寄存器24中。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會意識到，在開始圖象掃描操作之前初始化清除緩沖寄存器24。這對應(yīng)于將一連串空白的“前面掃描”圖象信號存儲在緩沖寄存器24中。也將會理解，經(jīng)由步驟34，當(dāng)前與前面掃描的信號之間“基本上相似”的決定根據(jù)比較信號的測試而定，該信號可以變化以適合包含這種信號的數(shù)據(jù)的特性。此外，不必將傳感器10產(chǎn)生的當(dāng)前信號與剛剛前面掃描的信號相比較；前面掃描的信號存儲在緩沖寄存器中并且與一個選擇的存儲信號進(jìn)行比較。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將意識到，能將各種技術(shù)用于指示圖象掃描過程的開始；或指示掃描過程的結(jié)束。例如，由外部供給的觸發(fā)信號，或初始檢測的來自傳感器10的輸出信號，或?qū)τ谂c預(yù)定“掃描非開始”信號不同的輸出信號重復(fù)檢查傳感器，是要檢測的不同狀態(tài)，以便用步驟30指示掃描過程的開始。為了指示掃描過程的結(jié)束(即，執(zhí)行測試步驟38)，可以檢查最后完成的步驟36是否已填滿緩沖寄存器24，或判斷預(yù)定的時間間隔已過去而在步驟34沒有檢測到“基本上不相同”的數(shù)據(jù)，或者提供一外部觸發(fā)信號以指示在觀察區(qū)16外的物體已全部通過，等等。
圖5描述了具有彼此相隔距離為“d”的平行的第一線性傳感器陣列42和第二線性傳感器陣列44的另一傳感器。陣列42、44的每一個都可以是1×n象素線性陣列。加入陣列42、44的圖6的成象裝置，除了在蓋板18上設(shè)有兩個隔開的、平行的觀察區(qū)46以外，與前面所述的成象裝置類似。陣列44“看到”與陣列42所看到的片段不同的物體12的片段。尤其是，由于陣列44在陣列42之后并與陣列42相隔一段距離，所以陣列42看到的物體12的片段比陣列44看到的片段提前一段距離d。如圖7所示，用陣列42來得到存儲在緩沖寄存器24中的片段，而用陣列44來判斷存儲在緩沖寄存器24中的前面掃描的片段與由陣列44看到的當(dāng)前的物體的片段最相似的那一個。
為了簡化的目的，圖6表示了具有與陣列42、44間隔相同距離“d”的觀察區(qū)46、48。然而，觀察區(qū)與陣列不必具有相同的間距。觀察區(qū)與陣列的聯(lián)系是由透鏡20或其它裝置決定的。很容易將人們熟知的現(xiàn)有技術(shù)用于確定由每一個陣列所“看到”的觀察區(qū)的位置與大小。這種方法適用于采用兩個或多個具有間距的陣列的本發(fā)明中的任何實施例中。
圖8的流程圖描述了一種采用一個固定的采樣速率，操作圖6-7中所描述的圖象裝置的方法。在步驟50獲取由每一個傳感器42、44以具有出現(xiàn)時間t1，t2，…，tn的固定采樣時間間隔產(chǎn)生的信號(即，對傳感器42、44進(jìn)行掃描以得到當(dāng)前正分別位于觀察區(qū)46、48附近的物體12的兩個片段的兩個具有1×n個象素的圖像)。對于每一個時間間隔來說，由陣列42產(chǎn)生的掃描圖象信號與一個代表該信號的出現(xiàn)時間的信號一起被儲存在緩沖寄存器24中，如步驟52所示。在步驟54，將選擇出的許多存儲在緩沖寄存器24中的前面的掃描信號與由陣列44產(chǎn)生的掃描圖像信號進(jìn)行比較，找出與由陣列44產(chǎn)生的掃描圖像信號最佳匹配(即，最相似)的存儲信號。隨后，在步驟56，將物體12的移動速度s確定為d/(tj-tm)，其中，tj是從由陣列44中產(chǎn)生的掃描圖像信號中所選擇出來的一個信號的出現(xiàn)時間，而tm則是指與選擇出的陣列44的信號最佳匹配的存儲信號的出現(xiàn)時間。(注意，如果對傳感器陣列42、44進(jìn)行同步掃描的話，tj＝ti)。在步驟58，通過將速率信息附加在與由陣列44產(chǎn)生的掃描圖像信號最佳匹配的存儲信號上，或者與之相聯(lián)系地的方式將速率信息存儲在緩沖寄存器24中。如在測試步驟60中所示，重復(fù)前面提到的步驟，從步驟50開始，直到掃描處理結(jié)束。由于陣列42、44如前所述是彼此間隔開的，因此，當(dāng)物體移動到觀察區(qū)46而尚未到達(dá)觀察區(qū)48之前，步驟50、52一般對于不同的片段重復(fù)多次。
一旦掃描過程結(jié)束，則在步驟62-64，通過從存儲在緩沖寄存器24中的掃描圖像信號中連續(xù)獲取等寬度的圖像“條”形成合成圖像。由于每一個“最佳匹配”的掃描信號的速率和持續(xù)時間是已知的，則每一個掃描信號的寬度wi很容易被確定為wi＝S*ti且因此，可以很容易地對緩沖寄存器24進(jìn)行采樣，以便由此獲得等寬度的圖像條。
圖9的流程圖描述了利用實時掃描速率控制對圖6-7的圖像裝置進(jìn)行操作的另一種方法。除了圖8的方法采用的是一個固定的采樣速率以外，步驟70，72，74和76分別與圖8中的步驟50，52，54和56是相同的，圖9的方法采用的是一個由物體12的(可變的)速度s和所要求的最終圖像的(固定的)分辨率R所決定的可變的采樣速率。因此，在圖9的方法中，當(dāng)在步驟76確定了物體12的當(dāng)前速率s之后，每一個采樣間隔t1，t2，…，tn具有一個在步驟78所確定的可變的持續(xù)時間Twait＝1/(R*S)。由于圖9的方法將掃描速率標(biāo)準(zhǔn)化為一個速度函數(shù)，因此，在步驟82，一旦掃描過程完成，就可以立即從緩沖寄存器24中直接讀取合成圖像，而如前面所解釋的，圖8的方法則要求將每一個圖像條的寬度標(biāo)準(zhǔn)化。因此，可以看出，圖9的方法比圖8的方法更快捷地形成了一個最終圖像。然而，圖9的方法比圖8的方法更復(fù)雜。例如，可能需要一個速度更快，最昂貴的型號的處理器22才能可靠地實施圖9的方法。
通過增加傳感器陣列的數(shù)量，人們可以更準(zhǔn)確而便捷地測量物體12的速度，進(jìn)而提高最終圖像的再現(xiàn)質(zhì)量。例如，圖10描述了一個具有第一、第二和第三平行線性陣列84、86、88的傳感器。第一和第二陣列86、88彼此相隔一定間距d12；第二和第三陣列86、88彼此相隔一定間距d23；而第一和第三陣列84、88彼此間隔距離d13＝d12+d23。陣列84、86和88的每一個都可以是1×n個象素的線性陣列，并且，除了對第三傳感器陣列來說，第三觀察區(qū)需要處于蓋板18中以外，上述陣列均可以被用于如圖6所描述的圖像裝置中。陣列84、86和88中的每一個“看到”物體12的不同片段。特別是，陣列86看到的是與在陣列84看到的物體12的那個片段前面相隔一定距離d12的一個片段；以及，陣列88看到的是在陣列86看到的物體12的那個片段前面相隔一定距離d23的，同時又是在陣列84看到的那個片段前面相隔一定距離d13的一個片段。
圖11的流程圖描述了一種采用一個固定的采樣速率，結(jié)合圖10的一組三個線性陣列傳感器來操作一個圖像裝置的方法。除了圖8的方法適用于對圖5所示的二個一組的線性陣列傳感器進(jìn)行操作，而圖11的方法適用于對圖10所示的二個一組的線性陣列傳感器進(jìn)行操作以外，這兩種方法是相同的。因此，在步驟90，獲得了由每一個傳感器84、86和88以一個具有出現(xiàn)時間t1，t2，…，tn的固定的采樣時間間隔形成的信號，該信號是由三個傳感器在各自的采樣時間處看到的物體12的三個片段的三個1×n象素圖像。在每一個時間間隔中，將由第一陣列84形成的掃描圖像信號與一個代表該信號的當(dāng)前時間的信號一起被存儲在緩沖寄存器24中，如在步驟92處所示。在步驟94中，將前面存儲在緩沖寄存器24中的掃描信號與由第二陣列86和第三陣列88形成的信號進(jìn)行比較，找出與第一陣列84形成的掃描圖像信號最相似的(即，最佳匹配)存儲信號。隨后，在步驟96，將物體12的速度S確定為d12/(tj-tm)、d23/(tm-to)，和d13/(tk-to)的一個適當(dāng)?shù)募訖?quán)函數(shù)[即，S∝d12/(tj-tm)、d23/(tm-to)，和d13/(tk-to)]；其中，tj是由陣列86所產(chǎn)生的被掃描圖像信號中選擇出的一個信號的出現(xiàn)時間，tk是由陣列88所產(chǎn)生的被掃描圖像信號中選擇出的一個信號的出現(xiàn)時間，tm是與選擇出的由陣列86所形成的圖象信號最佳匹配的前面存儲的陣列84形成的信號的出現(xiàn)時間，而to是與選擇出的由陣列88所形成的圖象信號最佳匹配的前面存儲的陣列84形成的信號的出現(xiàn)時間。在步驟98，通過將速度信息加到與陣列84所形成的掃描圖象信號最佳匹配的存儲信號中的方式或者速度信息與該存儲信號相聯(lián)系地方式將速度信息存儲在緩沖寄存器24中。正如測試步驟100所示，從步驟90開始，重復(fù)前面所述的步驟，直到完成掃描過程為止。一旦掃描過程結(jié)束，通過從存儲在緩沖寄存器24中的掃描圖象信號中提取等寬度的圖象“條”，在步驟102-104形成合成圖象，正如上面關(guān)于圖8的步驟62所討論的那樣。
本發(fā)明還便于獲取彩色圖象。例如，圖12描述了一個具有四個平行的線性陣列106、108、110和112的傳感器。用紅色帶通濾色器蓋在陣列106上，從而陣列106僅“看到”色譜的紅色部分。類似地，分別用綠色和藍(lán)色帶通濾色器蓋在陣列108、110上，因而僅分別“看到”色譜的綠色和藍(lán)色部分。陣列112沒有濾色器(或可以有一個透明的蓋)，因而能“看到”全色譜。陣列106、108相隔距離為“d”。盡管如上所述在本發(fā)明的任一實施例中陣列的間隔不必相等，但陣列108與110和陣列110與112的間隔相等。
圖13所示的加入陣列106、108、110和112的成象裝置，除了在蓋板18上設(shè)有四個隔開的、平行觀察區(qū)114、116、118和119以外，與前面所述的圖6的類似。為了便于查閱，下面分別將傳感器陣列106、108、110和112表示為“R”(紅)、“G”(綠)、“B”(藍(lán))、“C”(透明)，正如圖12-14所示出的。
圖14的流程圖描述使用固定采樣速率操作圖13所示的彩色成象裝置的方法。圖14的方法與圖8和圖11的方法相同，除分別采用圖8和11的方法操作二個一組和三個一組的線性陣列傳感器而采用圖14的方法操作圖12的四個一組的線性陣列彩色傳感器以外。因此，在步驟120，由每一個R、G、B和C傳感器以具有出現(xiàn)時間t1，t2，…，tn的固定采樣時間間隔產(chǎn)生的信號，被作為在相應(yīng)的采樣時間由四個傳感器所看到的物體12的四個片段的四個具有1×n個象素的圖像來接收。對于每一個時間間隔來說，將由R傳感器產(chǎn)生的掃描R圖像信號儲存在“R”緩沖寄存器中，將由G傳感器產(chǎn)生的掃描G圖像信號儲存在“G”緩沖寄存器中，將由B傳感器產(chǎn)生的掃描B圖像信號儲存在“B”緩沖寄存器中。在每一這種情況下，將表示存儲的R、G、B圖象信號的出現(xiàn)時間也存儲在相應(yīng)的R、G、B緩沖寄存器中，如步驟122所示。在步驟124，將存儲在R、G、B緩沖寄存器中的前面的掃描信號與由C傳感器產(chǎn)生的掃描圖像信號進(jìn)行比較，找出與掃描的C圖像信號最相似(即，最佳匹配)的存儲的R信號、與掃描的C圖像信號最佳匹配的存儲的G信號、與掃描的C圖像信號最佳匹配的存儲的B信號。假設(shè)傳感器陣列間隔相等，隨后，在步驟126，將物體12的移動速度s確定為3d/(tl-tR)、2d/(tl-tG)和d/(tl-tB)一個合適的加權(quán)函數(shù)，其中，tl是從C圖像信號中所選擇出來的一個信號的出現(xiàn)時間，而tR、tG和tB則分別是指與選擇出的C圖象信號最佳匹配的存儲的R、G、B信號的出現(xiàn)時間。在步驟128，通過將速率信息附加在與掃描的C圖像信號最匹配的存儲的R、G、B信號上的方式，或者通過使速度信息與該掃描的C圖像信號最匹配的R、G、B信號相聯(lián)系的方式，將速率信息分別存儲在R、G、B緩沖寄存器中。如測試步驟130所示，從步驟120開始，重復(fù)前面提到的步驟，直到掃描處理結(jié)束。一旦掃描處理結(jié)束，通過分別從存儲在R、G和B緩沖寄存器中的掃描圖象信號中依次提取等寬度的圖象“條”，在步驟132-134，形成圖象的R、G和B部分。然后，以眾所周知的方式組合R、G和B圖象部分以得到最終的合成圖象。
根據(jù)上述的公開，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)和范圍的情況下，在實施本發(fā)明時對本發(fā)明作出多種修改和改進(jìn)對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。例如，盡管已經(jīng)對固定的采樣速率描述了圖10和12的傳感器的操作，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，利用實時掃描速率控制也能操作任一傳感器，如上述的用于圖5的二個一組陣列傳感器的圖9的方案所述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還將會意識到，非光學(xué)傳感器(例如電容性線性陣列)也可以用作在此所指的線性傳感器陣列。
作為另一例子，盡管已經(jīng)描述了具有四個傳感器的圖12-13所示出的彩色成象裝置，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會知道，如果將被成象的物體有充足的多色光譜，則可省去“C”傳感器，以便于在沒有基本參考的情況下在R、G和B傳感器之間相當(dāng)相關(guān)。
作為又一個例子，可以采用非光學(xué)的線性陣列傳感器，例如電容性傳感器，電場傳感器，熱傳感器，或其它類型的傳感器。由此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會了解，傳感器陣列10(圖1和2)、傳感器陣列42、44(圖5、6和7)或傳感器陣列84、86、88(圖10)的任何一個都可以為非光學(xué)傳感器陣列。
作為另一個例子，可以用一m×n象素“區(qū)域”陣列代替上述的任一1×n象素線性陣列，其中m≥2(即，m行，每一行都有n個象素)。因而，可以使用兩個或多個分離的10×n象素的區(qū)域陣列代替使用三個分離的1×n個象素的線性陣列。另一方案是，可使用500×n象素的單個區(qū)域陣列，掃描該陣列兩次或多次，觀察具有與圖10中所示出的間隔對應(yīng)的間隔行。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將很容易地意識到，任何所想望的這樣一個區(qū)域陣列的行的組合可以被掃描，如前面分離的線性陣列文中所示。本發(fā)明的范圍將依照下述權(quán)利要求所限定的內(nèi)容構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種成象裝置，其特征在于包括(a)一個第一線性傳感器陣列(42)，用于在第一出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于上述第一傳感器附近的物體的第一片段的第一圖象；(b)一個與所述第一陣列耦合的緩沖寄存器(24)，當(dāng)上述物體移動經(jīng)過所述第一陣列時，上述緩沖寄存器用于存儲對于連續(xù)多個第一片段的所述第一圖象和所述的第一出現(xiàn)時間；(c)一與上述第一線性傳感器陣列相隔距離d的第二線性傳感器陣列(44)，所述第二陣列用于在第二出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于上述第二傳感器附近的第二物體片段的第二圖象；(d)耦合在所述緩沖寄存器和所述第二陣列之間的比較器(22)，所述比較器用于將所述第二圖象與所述存儲的第一圖象的每一個進(jìn)行比較，并確定所述被存儲的第一圖象中與所述第二圖象最相似的那一個；以及(e)一個物體速度估值器(22)，用于估算所述物體的速度S∝d/(ti-tm)，其中，ti是所述第二圖象中被選擇一個圖象的出現(xiàn)時間，tm是與所述被選擇的第二圖象最相似的所述第一圖象的出現(xiàn)時間。
2.如權(quán)利要求1所述的成象裝置，其特征在于進(jìn)一步包括耦合在所述物體速度估值器和所述第一陣列之間的傳感器控制裝置(22)，所述傳感器控制裝置用于控制作為所述速度S函數(shù)的所述第一出現(xiàn)時間的相鄰項之間的定時。
3.一種成象方法，其特征在于包括如下步驟(a)在第一出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于第一位置的物體的第一片段的第一圖象；(b)存儲所述第一圖象和所述第一出現(xiàn)時間；(c)當(dāng)所述物體移動經(jīng)過所述第一位置時，對于連續(xù)的多個所述第一片段重復(fù)所述步驟(a)和(b)；(d)在第二出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于與所述第一位置相隔距離d的第二位置的所述物體的第二片段的第二圖象；(e)將所述第二圖象與所述被存儲的第一圖象進(jìn)行比較，并選擇一個與所述第二圖象最相似的所述被存儲的第一圖象；(f)估算所述物體的速度S∝d/(ti-tm)，其中，ti是所述第二圖象的一個被選擇圖象的出現(xiàn)時間，tm是與所述被選擇的第二圖象最相似的所述第一圖象的出現(xiàn)時間；(g)存儲所述速度估算值和所述被選擇的第一圖象；(h)重復(fù)步驟(a)至(g)直到所述物體移到所述第二位置外為止；以及(i)組合所述被選擇的第一圖象以產(chǎn)生所述物體的合成圖象。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于(a)在固定時間期間T的時間間隔內(nèi)各自產(chǎn)生所述的片段圖象；(b)所述的組合步驟進(jìn)一步包括對于所述被選擇的第一片段圖象的第一個，將所述被選擇的第一片段圖象的尺寸從寬度W＝Si*T調(diào)整至一定寬度，其中Si是與所述被選擇的第一片段圖象一起存儲的所述速度估算值。
5.一種成象裝置，其特征在于包括(a)一個線性傳感器陣列(10)，當(dāng)所述物體(12)橫過所述陣列以連續(xù)地使所述片段位于所述傳感器的附近時，連續(xù)地產(chǎn)生物體(12)的片段的圖象；(b)一個比較器(22)，用于比較被選擇的一對所述片段圖象，并產(chǎn)生表示其間相似的輸出信號(26)；以及(c)一個緩沖寄存器(24)，用于每當(dāng)所述比較器輸出信號不表示所述對圖象之間基本上相似時存儲所述片段圖象。
6.一種成象方法，其特征在于包括如下步驟(a)在所述片段依次位于一預(yù)定線性區(qū)內(nèi)時并且所述物體橫向移經(jīng)所述區(qū)時，依次檢測一物體的片段；(b)產(chǎn)生每一所述被檢測物體片段的圖象；(c)將所述圖象與存儲的前面被檢測的所述相應(yīng)片段的圖象進(jìn)行比較；(d)每當(dāng)所述被比較的圖象不基本相似時存儲所述被檢測物體片段的所述圖象。
7.一種成象方法，其特征在于包括如下步驟(a)在時間間隔Twait結(jié)束后，在第一出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于第一位置的物體的第一片段的第一圖象；(b)存儲所述第一圖象和所述第一出現(xiàn)時間；(c)當(dāng)所述物體移經(jīng)所述第一位置時，對于依次多個所述的第一片段，重復(fù)所述步驟(a)和(b)；(d)在第二出現(xiàn)時間，產(chǎn)生位于與所述第一位置相隔距離d的第二位置的所述物體的第二片段的第二圖象；(e)將所述第二圖象與所述被存儲的第一圖象每一個進(jìn)行比較，并選擇一個與所述第二圖象最相似的所述被存儲的第一圖象；(f)估算所述物體的速度S∝d/(ti-tm)，其中，ti是所述第二圖象的一個被選擇圖象的出現(xiàn)時間，tm是與所述被選擇的第二圖象最相似的所述第一圖象的出現(xiàn)時間；(g)確定所述時間間隔Twait＝1/(R*S)，其中R是預(yù)定的圖象分辨率；(h)重復(fù)步驟(a)至(g)直到所述物體移到所述第二位置以外為止；以及(i)組合所述被選擇的第一圖象以產(chǎn)生所述物體的合成圖象。
8.一種成象裝置，其特征在于包括(a)一個第一線性傳感器陣列(84)，用于在第一出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于第一傳感器附近的物體的第一片段的第一圖象；(b)一個與所述第一陣列耦合的緩沖寄存器(24)，用于當(dāng)物體移經(jīng)所述第一陣列時存儲對于連續(xù)多個第一片段的所述第一圖象和所述的第一出現(xiàn)時間；(c)一與所述第一陣列相隔距離d12的第二線性傳感器陣列(86)，所述第二陣列用于在第二出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于所述第二傳感器附近的第二物體片段的第二圖象；(d)一與所述第一陣列相隔距離d13的、與所述第二陣列相隔距離d23的第三線性傳感器陣列(88)，所述第三陣列用于在第三出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于所述第三傳感器附近的第三物體片段的第三圖象；(e)耦合在所述緩沖寄存器和所述第二、第三陣列之間的比較器(22)，所述比較器用于(I)將所述第二圖象與所述被存儲的第一圖象的每一個進(jìn)行比較，并確定所述被存儲的第一圖象中與所述第二圖象最相似的那一個；(II)將所述第三圖象與所述被存儲的第一圖象的每一個進(jìn)行比較，并確定所述被存儲的第一圖象中與所述第三圖象最相似的那一個；以及(f)一個物體速度估值器(22)，用于估算所述物體的速度S，所述速度S與下述的任何一項成比例(I)d12/(tj-tm)；或(II)d23/(tm-to)；或(III)d13/(tj-to)；或(IV)d12/(tj-tm)、d23/(tk-to)和d13/(tj-to)的組合；其中，tj是所述第二圖象的一個被選擇圖象的所述出現(xiàn)時間，tk是與所述被選擇的第二圖象最相似的所述第一圖象的出現(xiàn)時間，to是與所述被選擇的第二圖象最相似的所述第三圖象的出現(xiàn)時間
9.如權(quán)利要求8所述的成象裝置，其特征在于進(jìn)一步包括耦合在所述物體速度估值器和所述第二陣列之間的傳感器控制裝置，所述傳感器控制裝置用于控制作為所述速度S函數(shù)的所述第一出現(xiàn)時間的相鄰項之間的定時。
10.一種成象方法，其特征在于包括如下步驟(a)在第一出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于第一位置的物體的第一片段的第一圖象；(b)存儲所述第一圖象和所述第一出現(xiàn)時間；(c)當(dāng)所述物體移過所述第一位置時對于連續(xù)多個所述第一片段重復(fù)所述步驟(a)和(b)；(d)在第二出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于與所述第一位置相隔距離d12的第二位置的所述物體的第二片段的第二圖象；(e)在第三出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于與所述第一位置相隔距離d13的、與所述第二位置相隔距離d23的第三位置的所述物體的第三片段的第三圖象；(f)將所述第二圖象與所述被存儲的第一圖象的每一個進(jìn)行比較，并選擇一個與所述第二圖象最相似的所述被存儲的第一圖象；(g)將所述第三圖象與所述被存儲的第一圖象的每一個進(jìn)行比較，并選擇一個與所述第三圖象最相似的所述被存儲的第一圖象；(h)估算所述物體的速度S，所述速度S與下述的任何一項成比例(I)d12/(tj-tm)；或(II)d13/(tk-to)；或(III)d23/(tm-to)；或(IV)d12/(tj-tm)、d23/(tm-to)和d13/(tk-to)組合；其中，tj是所述第二圖象的一個被選擇圖象的所述出現(xiàn)時間，tk是與所述被選擇的第二圖象最相似的所述第一圖象的出現(xiàn)時間，to是與所述被選擇的第三圖象最相似的所述第一圖象的出現(xiàn)時間。(i)重復(fù)步驟(a)至(h)直到所述物體移到所述第三位置以外為止；以及(j)組合所述被選擇的第一圖象以產(chǎn)生所述物體的合成圖象。
11.如權(quán)利要求10所述的成象方法，其特征在于(a)在固定時間期間T的時間間隔內(nèi)各自產(chǎn)生所述的片段圖象；(b)所述的組合步驟進(jìn)一步包括對于所述被選擇的第一片段圖象的每一個，將所述被選擇的第一片段圖象的尺寸從寬度W＝Si*T調(diào)整至一定的寬度，其中Si是相對于所述被選擇的第一片段圖象確定的所述速度估算值。
12.如權(quán)利要求10所述的成象方法，其特征在于進(jìn)一步包括在所述速度估算步驟之后，確定Twait＝1/(R*S)，其中R是預(yù)定的圖象分辨率；然后在繼續(xù)執(zhí)行所述方法之前在所述步驟12(a)之后等待與Twait相等的時間間隔。
13.一種成象裝置，其特征在于包括(a)一個第一線性傳感器陣列，用于在第一出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于第一傳感器附近的物體的第一片段的第一圖象；(b)一個第一濾色器，用于所述的第一圖象的濾色；(c)一個與所述第一陣列耦合的第一緩沖寄存器，當(dāng)物體移經(jīng)所述第一陣列時，用于存儲對于連續(xù)多個所述第一片段的所述濾色的第一圖象和所述的第一出現(xiàn)時間；(d)一與所述第一陣列相隔距離d12的第二線性傳感器陣列，所述第二陣列用于在第二出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于所述第二傳感器附近的第二物體片段的第二圖象；(e)一個第二濾色器，用于所述的第二圖象的濾色；(f)一個與所述第二陣列耦合的第二緩沖寄存器，當(dāng)物體移經(jīng)所述第二陣列時，用于存儲對于連續(xù)多個所述第二片段的所述濾色的第二圖象和所述的第二出現(xiàn)時間；(g)一與所述第一陣列相隔距離d13的、與所述第二陣列相隔距離d23的第三線性傳感器陣列，所述第三陣列用于在第三出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于所述第三傳感器附近的第三物體片段的第三圖象；(h)一個第三濾色器，用于所述的第三圖象的濾色；(i)一個與所述第三陣列耦合的第三緩沖寄存器，當(dāng)物體移經(jīng)所述第三陣列時，用于存儲對于連續(xù)多個所述第三片段的所述濾色的第三圖象和所述的第三出現(xiàn)時間；(j)一個耦合在所述第一緩沖寄存器和所述第二陣列之間的第一比較器，所述第一比較器用于將所述第二濾色圖象與所述被存儲的第一濾色圖象中的每一個進(jìn)行比較，并確定所述被存儲的第一濾色圖象中與所述第二濾色圖象最相似的那一個；(k)一個耦合在所述第二緩沖寄存器和所述第三陣列之間的第二比較器，所述第二比較器用于將所述第三濾色圖象與所述被存儲的第二濾色圖象中的每一個進(jìn)行比較，并確定所述被存儲的第二濾色圖象中與所述第三濾色圖象最相似的那一個；(l)一個耦合在所述第三緩沖寄存器和所述第一陣列之間的第三比較器，所述第三比較器用于將所述第一濾色圖象與所述被存儲的第三濾色圖象中的每一個進(jìn)行比較，并確定所述被存儲的第三濾色圖象中與所述第一濾色圖象最相似的那一個；(m)一個第一物體速度估值器，用于估算所述物體的速度S∝d12/(tc-ta)，其中，tc是所述第一濾色圖象的一個被選擇圖象的所述出現(xiàn)時間，ta是與所述被選擇的第一濾色圖象最相似的所述第二濾色圖象的出現(xiàn)時間，(n)一個第二物體速度估值器，用于估算所述物體的速度S∝d13/(tc-tb)，其中，tb是與所述被選擇的第一濾色圖象最相似的所述第三濾色圖象的出現(xiàn)時間；以及(o)一個第三物體速度估值器，用于估算所述物體的速度S∝d23/(ta-tb)。
14.一種成象方法，其特征在于包括如下步驟(a)在一被選擇的出現(xiàn)時間，產(chǎn)生位于第一位置的物體的第一片段的第一濾色圖象；(b)在一被選擇的出現(xiàn)時間，當(dāng)所述物體的第二片段位于與所述第一位置隔開的第二位置時，產(chǎn)生所述物體的第二片段的第二濾色圖象；(c)在一被選擇的出現(xiàn)時間，當(dāng)所述物體的第三片段位于與所述第一位置和第二位置隔開的第三位置時，產(chǎn)生所述物體的第三片段的第三濾色圖象；(d)存儲所述圖象和所述對應(yīng)的出現(xiàn)時間；(e)當(dāng)所述物體分別移過所述第一、第二和第三位置時，對于連續(xù)許多所述第一、第二和第三片段，重復(fù)所述步驟(a)至(d)；(f)在一被選擇的出現(xiàn)時間，當(dāng)所述第四片段位于與所述第一、第二和第三位置隔開的第四位置時，產(chǎn)生所述物體的第四片段的第四非濾色圖象；(g)將所述第四圖象與所述被存儲的第一圖象中的每一個進(jìn)行比較，并選擇一個與所述第四圖象最相似的所述被存儲的第一圖象；(h)將所述第四圖象與所述被存儲的第二圖象中的每一個進(jìn)行比較，并選擇一個與所述第四圖象最相似的所述被存儲的第二圖象；(i)將所述第四圖象與所述被存儲的第三圖象中的每一個進(jìn)行比較，并選擇一個與所述第四圖象最相似的所述被存儲的第三圖象；(j)估算所述物體的速度S∝d14/(tC-tR)、d24/(tC-tG)和d34/(tC-tB)，其中d14是所述第一和第四傳感器之間的間隔，d24是所述第二和第四傳感器之間的間隔，d34是所述第三和第四傳感器之間的間隔，tC是一個被選擇的所述非濾色圖象的出現(xiàn)時間，tR是與所述被選擇的非濾色圖象最相似的所述第一濾色圖象的出現(xiàn)時間，tG是與所述被選擇的非濾色圖象最相似的所述第二濾色圖象的出現(xiàn)時間，tB是與所述被選擇的非濾色圖象最相似的所述第三濾色圖象的出現(xiàn)時間；以及(k)重復(fù)步驟(a)至(j)，直到所述物體移到所述第四位置以外為止；并且(l)組合所述被選擇的第一圖象以產(chǎn)生所述物體的合成圖象。
15.如權(quán)利要求14所述的成象方法，其特征在于(a)在固定時間期間T的時間間隔內(nèi)各自產(chǎn)生所述的片段圖象；(b)所述的組合步驟進(jìn)一步包括(I)對于每一所述被選擇的第一片段圖象，將所述被選擇的第一片段圖象的尺寸從寬度W＝SR*T調(diào)整為一個固定不變的寬度，其中SR是根據(jù)所述被選擇的第一片段圖象確定的所述速度估算值；(II)對于每一所述被選擇的第二圖象，將所述被選擇的第二圖象的尺寸從寬度W＝SG*T調(diào)整為一個固定不變的寬度，其中SG是根據(jù)所述被選擇的第二圖象確定的所述速度估算值；(III)對于每一所述被選擇的第三圖象，將所述被選擇的第三圖象的尺寸從寬度W＝SB*T調(diào)整為一個固定不變的寬度，其中SB是根據(jù)所述被選擇的第三圖象確定的所述速度估算值。
16.如權(quán)利要求14所述的成象方法，其特征在于進(jìn)一步包括在所述的速度估算步驟之后，確定Twait＝1/(R*S)，其中R是預(yù)定的圖象的分辨率；然后在繼續(xù)執(zhí)行所述方法之前的在所述步驟15(a)之后等待一等于Twait的時間間隔。
17.一種成象裝置，其特征在于包括(a)一個第一線性傳感器陣列(106)，用于在第一出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于所述第一傳感器附近的物體的第一片段的第一圖象；(b)一個第一濾色器，用于所述第一圖象的濾色；(c)一個與所述第一陣列耦合的第一緩沖寄存器，所述第一緩沖寄存器在物體移經(jīng)所述第一陣列時用于存儲對于連續(xù)多個所述第一片段的所述濾色的第一圖象和所述的第一出現(xiàn)時間；(d)一與所述第一陣列隔離開的第二線性傳感器陣列(108)，所述第二陣列用于在第二出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于所述第二傳感器附近的第二物體片段的第二圖象；(e)一個第二濾色器，用于所述的第二圖象的濾色；(f)一個與所述第二陣列耦合的第二緩沖寄存器，當(dāng)物體移經(jīng)所述第二陣列時，所述第二緩沖寄存器用于存儲對于連續(xù)多個所述第二片段的所述濾色的第二圖象和所述第二出現(xiàn)時間；(g)一與所述第一、第二陣列隔離開的第三線性傳感器陣列(110)，所述第三陣列用于在第三出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于所述第三傳感器附近的第三物體片段的第三圖象；(h)一個第三濾色器，用于所述的第三圖象的濾色；(i)一個與所述第三陣列耦合的第三緩沖寄存器，當(dāng)物體移經(jīng)所述第三陣列時，所述第三緩沖寄存器用于存儲對于連續(xù)多個所述第三片段的所述濾色的第三圖象和所述的第三出現(xiàn)時間；(j)一與所述第一、第二和第三陣列隔離開的第四線性傳感器陣列(112)，所述第四陣列用于在第四出現(xiàn)時間產(chǎn)生位于所述第四傳感器附近的第四物體片段的第四非濾色圖象；(k)一個耦合在所述第一緩沖寄存器和所述第四陣列之間的第一比較器，所述第一比較器用于將所述非濾色圖象與所述被存儲的第一濾色圖象中的每一個進(jìn)行比較，并確定所述被存儲的第一濾色圖象中與所述非濾色圖象最相似的那一個；(l)一個耦合在所述第二緩沖寄存器和所述第四陣列之間的第二比較器，所述第二比較器用于將所述非濾色圖象與所述被存儲的第二濾色圖象中的每一個進(jìn)行比較，并確定所述被存儲的第二濾色圖象中與所述非濾色圖象最相似的那一個；(m)一個耦合在所述第三緩沖寄存器和所述第四陣列之間的第三比較器，所述第三比較器用于將所述非濾色圖象與所述被存儲的第三濾色圖象中的每一個進(jìn)行比較，并確定所述被存儲的第三濾色圖象中與所述非濾色圖象最相似的那一個；(n)一個第一物體速度估值器，用于估算所述物體的速度S∝d14/(tC-tR)，其中d14是所述第一和第四傳感器之間的所述距離，tC是被選擇的一個非濾色圖象的所述出現(xiàn)時間，tR是與所述被選擇的非濾色圖象最相似的所述第一濾色圖象的出現(xiàn)時間；(o)一個第二物體速度估值器，用于估算所述物體的速度S∝d24/(tC-tG)，其中，d24是所述第二和第四傳感器之間的所述距離，tG是與所述被選擇的非濾色圖象最相似的所述第二濾色圖象的出現(xiàn)時間；以及(p)一個第三物體速度估值器，用于估算所述物體的速度S∝d34/(tC-tB)，其中，d34是所述第三和第四傳感器之間的所述距離，tB是與所述被選擇的非濾色圖象最相似的所述第三濾色圖象的出現(xiàn)時間。
全文摘要
一個第一線性傳感器陣列(42),當(dāng)物體(12)以可變的速度移經(jīng)該體感器時在第一出現(xiàn)時間產(chǎn)生該物體的第一片段的第一圖象。將該圖象和其出現(xiàn)時間存儲在一緩沖寄存器中。當(dāng)物體繼續(xù)移經(jīng)傳感器時,將由第一傳感器看到的連續(xù)的多個片段圖象與它們相應(yīng)的出現(xiàn)時間一起存儲在該緩沖寄存器中。一與第一陣列相隔一段距離的第二線性傳感器陣列(44)在第二出現(xiàn)時間產(chǎn)生該移動物體另一片段的第二圖象。將第二圖象與被存儲的第一圖象進(jìn)行比較以確定被存儲的第一圖象中與第二圖象最相似的那一個。然后可以d/(t
文檔編號H04N1/047GK1264515SQ98807260
公開日2000年8月23日 申請日期1998年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月16日
發(fā)明者蓋伊·布羅爾·伊梅加, 杰弗里·愛德華·范德庫 申請人:凱尼泰克科學(xué)公司