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45 彩色扫描仪原理及优化设计 彩色扫描仪的原理及优化设计 0 引言 1 彩色扫描仪的产品分类及基本原理 2 单片彩色扫描仪的性能特点 3 单片彩色扫描仪的工作原理 4 单片彩色扫描仪的电路设计 5 结语 对邻近像素取平均值可降低水平方向的分辨率。与简单地去掉像素来降低分辨率的方法相比，取平均值能获得较好的图像质量。例如，为了从一个300dpi的光学传感器上得到100dpi的分辨率，对3个300dpi的像素取平均后即可得到 如果在一行的末尾没有足够的像素构成一个完整的像素，那么最后一个像素就被删去。 （3） 2）像素率偏移校正 对CCD的每个像素进行偏移校正的字存储在外部DRAM中，并以像素率的形式来存取。偏移校正方程为 输出像素＝输入像素－系数 （4） 3）像素率增益校正 像素率增益校正是一个数字乘法器，它用一个对应于该像素增益误差的16位数字校正系数与减法器输出的字相乘。这些系数存储在外部DRAM中，以像素率的形式来存取。增益方程为 输出像素＝输入像素×（系数／16384） （5） 4）伽玛校正表 对应于R、G和B，有三个γ校正表。伽玛校正表亦称图像灰度校正表，用它可绘制图像的γ曲线，反映出原图像与处理结果之间的中间像素亮度变化情况。 5）14位输出模式 LM9832也支持14位输出模式。这种模式可用来获得精确的校正数据，或用来扫描14位灰度／42位彩色图像。此时伽玛校正不起作用。 6）线缓冲控制器 LM9832支持两种存储量的DRAM，一种是256K×16位DRAM，另一种是1M×16位DRAM。DRAM的读／写时序如图8所示。 图8 3. 步进电机控制器 步进电机控制器给步进电机发送一系列脉冲，使步进电机移动传感器通过纸张。移动速度不仅与所用传感器有关，而且它和图像传感器的积分时间还决定了垂直分辨率（每英寸的线数，即LPI）。步进电机究竟是向前移动还是向后移动，则由A、B两个信号来决定，二者的相位差为90°。 1）满步进模式 在满步进模式下，A、B信号均为方波，它们的波形如图9所示。LM9832通常以微步进为单位来计算步进电机的步数，一个满步进等于4个微步进，即使LM9832在满步进方式时，也按微步进计数，每4个微步进增加一个满步进数。 图9 2）微步进模式 微步进是用一个阶梯形的近似正弦波来驱动步进电机的技术，其波形如图10所示。该技术不仅能提高步进电机的分辨率（它具有细化作用），进而提高扫描仪的最大垂直分辨率，还可使电机运行得更加平稳。例如，若步进电机每个满步进移动3.6°，则微步进在3.6°的范围内可以产生0.9°、1.8°、2.7°这三个位置，使扫描仪的最大垂直分辨率提高4倍。 图10 微步进正弦波的振幅受步进电机DAC的输出控制，振幅波形如图11所示。步进电机绕组中的电流值可通过测量电流检测电阻（RSENSE）两端的压降而计算出来。步进电机驱动信号经过脉宽调制（PWM）后迫使通过线圈的平均电流等于UDAC／RSENSE。 图11 3）用PWM控制步进电机的电流 在步进电机中可使用一个选项来进行电流脉宽调制，增加高速转矩，提高效率并允许使用电流较低、价格便宜的步进电机。精确控制步进电机的电流有以下优点： 第一，在满步进模式下能快速启动电机，例如当电机完全停止时把电流增加到100%，就能克服惯性，迅速启动电机；等电机移动完设定的步数后再把电流降到70%，可减少步进电机产生的热量； 第二，在微步进模式下可用PWM产生如图10所示的近似正弦波（参见p39）。 * 河北科技大学 信息科学与工程学院 电子信息工程系 数字化测量技术省级精品课 学术交流 0 引言 扫描仪（Scanner）是一种光、电、机一体化的高科技产品，它是继键盘和鼠标之后又一代用途广泛的计算机输入设备。 扫描仪自20世纪80年代初问世以来，就以其独特的数字化“图像”采集能力、低廉的价格和优良的性能，深受人们的青睐，被誉为计算机的“眼睛”。 1 彩色扫描仪的产品分类及基本原理 1.1 产品分类 a 按可扫描的图像类型分类 1）黑白扫描仪（亦称二值扫描仪） 只能扫描黑白二值图像，每个像素为1位(1bit)，用0或1来代表黑或白。这是最简单的一种扫描仪，适合扫描工程图纸。 2）灰度扫描仪 将图像的明暗程度划分成256个灰度等级，并且用一个8位字节来表示一个像素。 3）彩色扫描仪 首先产生对应于红、