专利名称：：数字信号补偿装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种数字信号补偿装置，特别涉及一种将差分脉码调制(differentialpulsecodingmodulationDPCM)原理应用于光学装置，以进行补偿的装置。目前，在扫瞄器(scanner)、数码相机(digitalstillcamera；DSC)或数字摄影机(digitalvideocamera)等产品中所使用的传感器(sensor)，如电荷耦合器件(chargecoupleddevice；CCD)或互补金属氧化物半导体(complementarymetal-oxidesemiconductor；CMOS)等，因受限于光源、传感器的光学及物理特性和制造过程瑕疵的影响，均需作信号补偿校正。另外，扫描时由于其表面的脏点或电源供应不稳定的影响，会产生所谓的尖峰噪声(pikenoise)1a(如图1A)，而在没有光照时，因具有暗电流(darkcurrent)，亦会有尖峰噪声1a存在(如图1a所示)，使得扫描结果受到影响，更需要作信号补偿校正的工作。目前，一般的补偿方式有暗遮光(darkshading)(补偿没有光照时)及白遮光(Whiteshading)(补偿有光照时)两种，是对每一像素(pixel)作一次偏移(offset)补偿或增益(gain)补偿的运算，由于对应于每一像素的传感器所需要的偏移补偿值或增益补偿值都不同，因此往往需要大量的储存空间来加以储存，尤其是尖峰噪声1a所表示的位更为繁多，须耗费相当可观的时间来读取，结果就影响到处理数据的速度。为解决大量储存空间的问题，可改为采用较低精确度的偏移补偿和增益补偿方式，但这样做会影响到补偿的效果，尤其是在传感器有很多尖峰噪声1a(pikenoise)时，另一种解决的方式则是将补偿的工作交给其它运算能力较强及储存容量较大的平台(platform)去做，如扫描仪将补偿工作交给主计算机(hostPC)，但对于个人数字助理扫描仪(PDAscanner)而言，由于个人数字助理(PDA)容量有限的原故，此种方式又受到相当的限制。所以，由上可知，上述公知的补偿装置，在实际使用上，显然具有不便与缺点存在，而有待加以改善。为了改善公知的上述各项缺点，本发明的主要目的，是将编码及打包的工作在离线端(offline)或主平台端(hostplatform)先做好，再下载至补偿装置，做差分脉码调制的译码动作，以减少储存空间，进而提高数据处理的速度。为了完成上述目的，本发明主要是提供一种数字信号补偿装置，包括一模拟前端器、一时序电路、一差分脉码调制偏移单元及一减法器，以进行位移补偿。此外，可将上述差分脉码调制偏移单元改为差分脉码调制增益单元，并将减法器改为乘法器，以进行增益补偿。还可提供由模拟前端器、时序电路、差分脉码调制偏移单元、减法器、差分脉码调制增益单元及乘法器组成的补偿装置，先进行位移补偿再完成其增益补偿的动作。而所述的差分脉码调制偏移单元进一步包括有一内存，存放事先在离线端或主平台端依序编码好并加以封包的所有的像素偏移数据，可以依该时序电路的时序，依序送出对应于每一像素的修正字符；一编码抽取器，可以接收该内存的修正字符，并且产生对应每一像素的编码指针；一对照表及一编码表，该对照表是自该编码抽取器接收对应每一像素的编码指针，并依据此编码指针由该编码表中查出对应于每一像素的重建字符；一延迟器及一预示器，该延迟器记录先前的像素修正数据，而该预示器则依据该延迟器记录的数据而产生下一像素修正数据的预测值，以及一加法器，读取该预示器的像素预测值，再加上重建字符，即可得到对应于像素的偏移值。而所述的编码表设有逸出码机制，是处理尖峰噪声以标明尖峰噪声修正数据的位置，且对应于尖峰噪声的修正数据具有较多的位数。所以，本发明所提供的数字信号补偿装置，具有如下的特点(1)可减少偏移及增益补偿时的储存空间。(2)可加快偏移及增益补偿时的读取速度。为了更进一步说明本发明为完成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得到深入且具体的了解，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。图1A是公知作暗遮光时尖峰噪声的分布示意图；图1B是公知作白遮光时尖峰噪声的分布示意图；图2是本发明第一实施例的装置方块图；图3是本发明第一实施例的像素偏移数据，预示器使用的函数及编码表产生的方法的步骤流程图；图4是本发明第二实施例的装置方块图；图5是本发明的第三实施例的装置方块图；图5A是本发明的第三实施例的装置方块图。请参阅图2所示，是为本发明的第一实施例，主要应用于偏移补偿方面，包括一模拟前端器(analogfrontendAFE)11、一时序电路12、一差分脉码调制译码单元13及一减法器14，其中该模拟前端器11是将自传感器(图中未示)接收到的模拟信号转换成数字信号Ri。该时序电路12是用来控制每一像素处理的时序。该差分脉码调制偏移单元13是对每一像素作译码，而产生偏移参考，由一内存131、一编码抽取器(codeextractor)132、一对照表(tablelook-up)133、一编码表134(codetable)、一延迟器(delay)135、一预示器(predictor)136及一加法器137所组成，该内存131是用来存放事先在离线端或主平台端依序编码好并加以打包的所有像素的偏移数据，可以依该时序电路12的时序依序送出对应于每一像素的修正字符Wi，并输出至该编码抽取器132，以产生对应于每一像素的编码指针(codeindex)Ii，该对照表133则接收此编码指针Ii，并依据此编码指针Ii以查表的方式自该编码表134中查出对应于每一像素的重建字符(reconstructedcodeword)Ci，而该延迟器135是记录先前的k笔像素修正数据Si-1，Si-2，…Si-k，再经由该预示器136依据该延迟器135记录的数据而产生下一像素修正数据的预测值Pi＝F(Si-1，Si-2，…Si-k)，则该加法器137将读取该预示器136的图像预测值Pi，再加上重建字符Ci，即可得到对应于像素的偏移值Si(即Si＝Pi+Ci)。该减法器14是将由该模拟前端器11输出的数字信号Ri减去由该差分脉码调制偏移单元13取得的偏移值Si，而产生补偿后的像素Xi(即Xi＝Ri-Si)，以作位移补偿工作。另外，该编码表134设有逸出码机制(escapecode)(图中未示)，是处理尖峰噪声以标明尖峰噪声修正数据的位置，对应于尖峰噪声的修正数据具有较多的位数，而逸出码本身可以是编码指针Ii的开头，当被参考到时，编码指针Ii的剩余部分将用来选取较高分辨率的重建字符Ci。请参阅图3所示，是用来说明本发明的数字信号补偿装置进行位移补偿前，该差分脉码调制偏移单元13内像素偏移数据、预示器136使用的函数及编码表134产生的方法，其包括下列步骤步骤31首先得到遮光数据(shadingdata)；步骤32计算遮光数据的参考值；步骤33得到最理想的预示器使用的函数；步骤34使用差分脉码调制去得到余值序列(residualsequence)；步骤35排除尖峰噪声；步骤36找出最理想的量化器(quantizer)，以产生编码表；步骤37将残值予以编码，以产生像素偏移数据。请参阅图4所示，是为本发明的第二实施例，主要应用于增益补偿方面，包括一模拟前端器21、一时序电路22、一差分脉码调制增益单元23及一乘法器24，与前述的补偿情形类似，而该乘法器15最后将由该模拟前端器21输出的数字信号Ri’乘上由该差分脉码调制增益单元23取得的增益值Si’，产生补偿后的像素Xi’(即Xi’＝Ri’*Si’)，以作增益补偿工作。另一方面，该差分脉码调制增益单元23内像素增益数据、预示器236使用的函数及编码表234产生的方法与该差分脉码调制偏移单元13相类似，且该差分脉码调制增益单元13的架构大致上亦与前者相同，仅针对处理的方式有下列不同之处(a)内存231的大小及内容。(b)编码抽取器232产生对应每一像素的编码指针Ii’的方式。(c)编码表234的大小及内容。(d)延迟器235的长度。(e)预示器236所使用的函数型态。另外，参阅图5及图5A所示，为本发明的第三实施例，主要先作位移补偿再作增益补偿，包括一模拟前端器11、一时序电路12、一差分脉码调制偏移单元13、一减法器14、一差分脉码调制增益单元23及一乘法器24加以整合，当该减法器14产生偏移补偿后的像素Xi，将通过该乘法器24与差分脉码调制增益单元23输出的增益值Si’相乘，以得到增益补偿后的像素Yi，使得位移补偿及增益补偿一次完成。据此，以1200dpiA4彩色扫描仪为例，若用传统方法需要192KB的内存容量来储存偏移及增益的数据，若用外挂60ns动态内存(DRAM)来储存，读一笔数据也需50ns，若使用本发明并采用5倍的压缩率，则仅需38.4KB的内存容量，平均读一笔数据只需10ns。以上所述，仅为本发明最佳之一的具体实施例的详细说明与图式，但本发明的特征并不局限于此，并非用于限制本发明，本发明的所有范围应以权利要求的范围为准，凡符合本发明权利要求的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中，任何熟悉该项技术在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本发明的权利要求范围内。权利要求1.一种数字信号补偿装置，可针对一影像输入装置的各像素做修正处理，其包括一模拟前端器，其将自传感器接收的模拟信号转换成数字信号；一时序电路，用来控制每一像素处理的时序；一差分脉码调制单元，对每一像素作译码，而产生偏移补偿值或增益补偿值；以及一运算器，将由该模拟前端器输出的数字信号与差分脉码调制单元取得的偏移补偿值或增益补偿值作运算，而产生补偿后的像素。2.如权利要求1所述的数字信号补偿装置，其中所述的影像输入装置为扫描仪或数码相机。3.如权利要求1所述的数字信号补偿装置，其中所述的差分脉码调制单元为差分脉码调制偏移单元，运算器为减法器。4.如权利要求3所述的数字信号补偿装置，其中所述的差分脉码调制偏移单元进一步包括有一内存，存放事先在离线端或主平台端依序编码好并加以封包的所有的像素偏移数据，可以依该时序电路的时序，依序送出对应于每一像素的修正字符；一编码抽取器，可以接收该内存的修正字符，并且产生对应每一像素的编码指针；一对照表及一编码表，该对照表是自该编码抽取器接收对应每一像素的编码指针，并依据此编码指针由该编码表中查出对应于每一像素的重建字符；一延迟器及一预示器，该延迟器记录先前的像素修正数据，而该预示器则依据该延迟器记录的数据而产生下一像素修正数据的预测值，以及一加法器，读取该预示器的像素预测值，再加上重建字符，即可得到对应于像素的偏移值。5.如权利要求1所述的数字信号补偿装置，其中所述的差分脉码调制单元为差分脉码调制增益单元，运算器为乘法器。6.如权利要求5所述的数字信号补偿装置，其中所述的差分脉码调制增益单元进一步包括有一内存，存放事先在离线端或主平台端依序编码好并加以打包的所有的像素增益数据，可以依该时序电路的时序，依序送出对应于每一像素的修正字符；一编码抽取器，可以接收该内存的修正字符，并且产生对应每一像素的编码指针；一对照表及一编码表，该对照表是自该编码抽取器接收对应每一像素的编码指针，并依据此编码指针由该编码表中查出对应于每一像素的重建字符；一延迟器及一预示器，该延迟器记录先前的像素修正数据，而该预示器则依据该延迟器记录的数据而产生下一像素修正数据的预测值，以及一加法器，是读取该预示器的像素预测值，再加上重建字符，即可得到对应于像素的增益值。7.如权利要求4或6所述的数字信号补偿装置，其中所述的编码表设有逸出码机制，处理尖峰噪声以标明尖峰噪声修正数据的位置。8.如权利要求7所述的数字信号补偿装置，其中所述的对应于尖峰噪声的修正数据具有较多的位数。9.一种数字信号补偿装置，可针对一影像输入装置的各像素做修正处理，其包括一模拟前端器，将自传感器接收的模拟信号转换成数字信号；一时序电路，是用来控制每一像素处理的时序；一差分脉码调制偏移单元，是对每一像素作译码，而产生偏移补偿值；一减法器，是将由该模拟前端器输出的数字信号与差分脉码调制偏移单元取得的偏移补偿值相减，而产生偏移补偿后的像素。一差分脉码调制增益单元，是对每一像素作译码，而产生增益补偿值；以及一乘法器，是将由该减法器的输出与差分脉码调制增益单元取得的增益补偿值相乘，而产生增益补偿后的像素。10.如权利要求9所述的数字信号补偿装置，其中所述的影像输入装置为扫描仪或数字相机。11.如权利要求9所述的数字信号补偿装置，其中所述的差分脉码调制偏移单元进一步包括有一内存，存放事先在离线端或主平台端依序编码好并加以打包的所有的像素偏移数据，可以依该时序电路的时序，依序送出对应于每一像素的修正字符；一编码抽取器，可以接收该内存的修正字符，并且产生对应每一像素的编码指针；一对照表及一编码表，该对照表自该编码抽取器接收对应每一像素的编码指针，并依据此编码指针由该编码表中查出对应于每一像素的重建字符；一延迟器及一预示器，该延迟器是记录先前的像素修正数据，而该预示器则依据该延迟器记录的数据而产生下一像素修正数据的预测值，以及一加法器，是读取该预示器的像素预测值，再加上重建字符，即可得到对应于像素的偏移值。12.如权利要求9所述的数字信号补偿装置，其中所述的差分脉码调制增益单元进一步包括有一内存，存放事先在离线端或主平台端依序编码好并加以封包的所有的像素增益数据，可以依该时序电路的时序，依序送出对应于每一像素的修正字符；一编码抽取器，可以接收该内存的修正字符，并且产生对应每一像素的编码指针；一对照表及一编码表，该对照表自该编码抽取器接收对应每一像素的编码指针，并依据此编码指针由该编码表中查出对应于每一像素的重建字符；一延迟器及一预示器，该延迟器记录先前的像素修正数据，而该预示器则依据该延迟器记录的数据而产生下一像素修正数据的预测值，以及一加法器，其读取该预示器的像素预测值，再加上重建字符，即可得到对应于像素的增益值。13.如权利要求11或12所述的数字信号补偿装置，其中所述的差分脉码调制偏移单元的编码表、差分脉码调制增益单元的编码表皆设有逸出码机制，处理尖峰噪声以标明尖峰噪声修正数据的位置。14.如权利要求13所述的数字信号补偿装置，其中所述的对应于尖峰噪声的修正数据具有较多的位数。全文摘要一种数字信号补偿装置，其针对一影像输入装置的各像素做修正处理，包括一模拟前端器、一时序电路、一差分脉码调制单元及一运算器，其中，模拟前端器将自传感器接收的模拟信号转换成数字信号，时序电路则控制每一像素处理的时序，差分脉码调制单元对每一像素作译码，而产生补偿值，运算器将由模拟前端器输出的数字信号与差分脉码调制单元取得的补偿值作运算，而产生补偿后的像素，由此可减少储存空间，并提高数据处理速度。文档编号H04N5/335GK1391398SQ0111868公开日2003年1月15日申请日期2001年6月8日优先权日2001年6月8日发明者邱仲炎申请人:旭丽股份有限公司