灰度線陣掃描圖像的修正方法
2023-09-12 03:54:25 1
專利名稱：灰度線陣掃描圖像的修正方法
技術領域：
本發明涉及一種灰度掃描圖像修正方法，尤其是涉及一種平面線陣掃描灰度圖像 的修正方法。
背景技術：
平面圖像獲取廣泛、大量應用於工業生產、商業活動和日常生活中，通常分為面陣 和線陣兩種方式。面陣圖像一般通過照相機或攝像機來獲取，具有速度快、成本低的特點， 但往往存在邊緣變形或整體畸變的缺陷，不能直接用於高精度的圖像處理。線陣掃描如平 板掃描儀等，能獲得高精度的平面圖像，幾乎不存在圖像變形的問題，能直接應用於具有嚴 格質量要求的圖像處理領域，如生產線上的在線質量檢測、選票統計、金融票據處理等。線陣掃描通常使用線陣圖像傳感器陣列，以最廣泛使用的A4幅面、200DPI的灰度 掃描條為例，在216mm的長度上，分布著40個LED光源，同時均勻排列著1728個圖像傳感 器模塊，即兩個模塊的間距為125 μ m，每一個模塊內都包括了一個光學透鏡、一個傳感器， 以及其他附屬設施。一個傳感器模塊對應一個像素點。光源發射的光線照射到被掃描物體 表面上，反射進入透鏡，聚焦在傳感器陣列上，經移位寄存器輸出送至放大器，處理後通過 圖像採集卡傳輸至計算機，即形成一行圖像。隨著被掃描物體勻速通過掃描條，即可形成一 幅原始掃描圖像。由於點光源陣列的光學特性，以及被掃描物體表面與掃描條接觸距離存在偏差， 決定了原始掃描圖像不可避免的將出現明暗相間的條紋，如圖1所示。這就需要對每個傳 感器的模擬輸出信號有一個平衡或修正，讓他們在相同的光信號下有較小的電氣差異。完成這個修正可以使用帶負反饋的模擬電路，以抑制輸入模擬信號的變化差異， 在A/D前完成圖像修正。這種方法的成本較高，開發難度較大，不適用於低成本的高速掃描 儀。
發明內容
為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供了一種灰度線陣掃描圖像的修正方 法，首先通過對白紙進行掃描，獲得最初掃描圖像，然後在計算機上利用軟體在最初掃描圖 像的基礎上計算出每個傳感器的修正係數，再將經過A/D轉換的實時掃描圖像的數字信 號，與該點對應的修正係數通過加法器相加，得到修正後的像素點的值。本修正方法簡單， 修正後得到的圖像消除了現有修正方法中存在的明暗條紋，圖像更加均勻、真實。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種灰度線陣掃描圖像的修正方 法，包括以下步驟
第一步、掃描一張白紙，獲得最初掃描圖像的灰度數據；
第二步、根據白紙掃描獲得的最初掃描圖像的灰度數據，計算每個點的修正係數 (1)假設採樣行數為N，傳感器個數為M，求第i個傳感器的N行圖像各對應點的平均 值，得到行向量；(2)計算M個傳感器的行向量的平均值；
(3)計算第i個傳感器的修正係數；
第三步、通過USB接口，將修正係數向量寫入高速掃描儀的EEPROM中； 第四步、在實時的圖像掃描中，先將每個像素點的模擬信號經A/D轉換器轉換成一個 字節的數位訊號，然後將其與該點對應的修正係數通過加法器相加如果加法器相加後沒 有進位，就由加法器直接輸出計算結果，作為修正後的像素點的值；如果加法器相加後有進 位，就由加法器直接輸出最大值，作為修正後的像素點的值。與現有技術相比，本發明的積極效果是首先根據掃描白紙獲得的最初掃描圖像， 在計算機上利用軟體計算修正係數，再利用專用硬體前置來應用修正係數，軟體將計算後 的修正係數下傳給加法器，由加法器做簡單的逐點加法運算，完成圖像修正，既降低了硬體 的實現難度，又避免了軟體應用帶來的延時；通過修正後的圖像消除了原有的明暗條紋，變 得更加均勻、真實，如圖2所示。
本發明將通過例子並參照附圖的方式說明，其中 圖1是未做任何處理的原始掃描圖像；
圖2是採用本發明方法實時修正後的圖像； 圖3是本發明方法的原理圖。
具體實施例方式一種灰度線陣掃描圖像的修正方法，如圖3所示，包括如下步驟
第一步、掃描一張白紙，獲得最初掃描圖像(帶明暗相 間的條紋)，設第j行的第i個傳感器的最初掃描圖像為
第二步、根據白紙掃描獲得的最初掃描圖像
1，計算每個點的修正係數 設
馮(1:第1個傳感器)，其中 Si 每個傳感器輸出的實際信號 矣每個傳感器輸出的理想信號 Ni 每個傳感器輸出的噪聲信號。 根據每個傳感器的物理特性，傳感器的實際輸出信號Sf是由它理想信號燊和 噪聲信號《I構成。因此，由公式
風，得到理想信號R1 ^SiH-Ni)因為代對特
定的傳感器相對固定，所以只需要求出它便可以合成理想的傳感器信號，這個-所就是第i
個傳感器的修正係數，通過以下步驟來求出
(1)假設採樣行數為N，傳感器個數為M，求第i個傳感器的N行圖像各對應點的平均 值，得到行向量」
(2 )計算M個傳感器的行向量HtFfecto^l的平均值知哪
(3)計算第i個傳感器的修正係數
第三步、通過USB接口，將修正係數向量寫入高速掃描儀的EEPROM中。
第四步、在實時的圖像掃描中，先將每個像素點的模擬信號經A/D轉換器轉換成 一個字節的數位訊號，然後將與該點對應的修正係數向量按下列公式，通過加法器相加，得 到修正後的像素點的值Rimage[i][j]
Rimage [i] [j]= ^^(hni^t/lH+ aFectof
J-O
如果相加後沒有進位，就由加法器直接輸出Rimage[i] [j]；如果相加後有進位，就直 接取最大值「FF」，即255 (—個字節所能表示的最大數值)，由此得到修正後的掃描圖像。
權利要求
一種灰度線陣掃描圖像的修正方法，其特徵在於包括以下步驟第一步、掃描一張白紙，獲得最初掃描圖像的灰度數據；第二步、根據白紙掃描獲得的灰度數據，計算每個點的修正係數(1)假設採樣行數為N，傳感器個數為M，逐個求第i個傳感器的N行圖像各對應點的平均值，得到行向量；(2)計算M個傳感器行向量的平均值；(3)計算第i個傳感器的修正係數；第三步、通過USB接口，將修正係數向量寫入高速掃描儀的EEPROM中；第四步、在實時的圖像掃描中，先將每個像素點的模擬信號經A/D轉換器轉換成一個字節的數位訊號，然後將其與該點對應的修正係數通過加法器相加如果加法器相加後沒有進位，就由加法器直接輸出計算結果，作為修正後的像素點的值；如果加法器相加後有進位，就由加法器直接輸出最大值，作為修正後的像素點的值。
全文摘要
本發明公開了一種灰度線陣掃描圖像的修正方法，首先通過對白紙進行掃描，獲得最初掃描圖像，然後在計算機上利用軟體在最初掃描圖像的基礎上計算出每個傳感器的修正係數，再將經過A/D轉換的實時掃描圖像的數位訊號與該點對應的修正係數通過加法器相加，得到修正後的像素點的值。本發明的積極效果是首先根據掃描白紙獲得的最初掃描圖像，在計算機上利用軟體計算修正係數，再利用專用硬體來前置應用修正係數，軟體將計算後的修正係數下傳給加法器，由加法器做簡單的逐點加法運算，完成圖像修正，既降低了硬體的實現難度，又避免了軟體修正帶來的延時。通過修正後的圖像消除了原有的明暗條紋，變得更加均勻、真實。
文檔編號H04N1/04GK101924855SQ20101025076
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月11日 優先權日2010年8月11日
發明者史志明, 官磊, 崔喆, 巫浩, 張宇, 彭程, 李永華, 王波, 郭堅, 黃玉娟 申請人:中科院成都信息技術有限公司