基于高精度大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像快速拼接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于高精度大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像快速拼接方法，通過獲取拼接參數(shù)，并形成拼接參數(shù)模型，并將其代入數(shù)據(jù)流實現(xiàn)拼接簡單步驟即可完成圖像的高精度拼接。本發(fā)明克服了需采用較長的CIS來掃描導(dǎo)致成本過高這一缺陷，通過多個CIS重疊交錯進行掃描不僅可以保證高精度的情況下同時節(jié)約成本，操作簡單，CIS可拆卸清洗，適合推廣使用。
【專利說明】[0001] 基于高精度大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像快速拼接方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像處理工作，具體是指大幅面掃描儀系統(tǒng) 的圖像拼接工作。

【背景技術(shù)】
[0003] 利用CIS (Contact Image Sensor)圖像傳感器進行掃描的大幅面掃描儀相比利 用CCD (Charge-coupled Device)圖像傳感器進行掃描的大幅面掃描儀，不僅在成本上大 大節(jié)約和結(jié)構(gòu)上的大大簡化，同時對于較大介質(zhì)的掃描頁實現(xiàn)了高精度和遠離圖像畸變問 題產(chǎn)生的煩惱。
[0004] 但根據(jù)目前市場價格的分析，CIS的長度增加遠遠跟不上價格的增加，較長的CIS 價格遠遠高于較短的CIS，而大幅面掃描儀由于其自身特點對于CIS的長度則要求較高，為 保證CIS掃描精度不變的情況下，提供一種CIS可進行大寬度的大幅面掃描則非常重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于保持CIS高精度掃描的優(yōu)勢下，克服寬度較大時采用較長CIS 掃描導(dǎo)致成本增加的這一劣勢，增加提供一種基于高精度大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像快速拼 接方法，通過多個較短的CIS結(jié)合實現(xiàn)較長介質(zhì)的掃描。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 基于高精度大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像快速拼接方法，包括以下步驟： (1) 獲取拼接參數(shù)，即： (la) 通過至少2個CIS，獲取每個CIS的拼接參數(shù)； (lb) 記錄拼接參數(shù)并保存； (2) 拼接實現(xiàn)，即： (2a)根據(jù)拼接參數(shù)保存固定的拼接參數(shù)模型； (2b)獲取數(shù)據(jù)流，將拼接參數(shù)模型代入數(shù)據(jù)流進行處理，實現(xiàn)拼接。
[0007] 為實現(xiàn)多個CIS同時掃描較寬的介質(zhì)，所述步驟（la)中的CIS從左到右依次平行 且呈直線放置，相鄰的CIS兩端上下重疊，CIS掃描的數(shù)據(jù)由掃描時最先接觸介質(zhì)的CIS開 始計算。
[0008] 其中得到拼接參數(shù)的方法為：所述步驟（lb)中每個CIS排列方式錯開，因此每個 CIS掃描后得到的數(shù)字信號存在偏移量，該偏移量即為拼接參數(shù)，該拼接參數(shù)通過FPGA計 算。
[0009] 進一步來講，所述步驟（2b)中的數(shù)據(jù)流即為CIS掃描出的經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后進行初 步處理形成的數(shù)字信號。
[0010] 為防止多次重復(fù)得到拼接參數(shù)，所述步驟（2b)中由于CIS偏移量固定，因此拼接 參數(shù)固定，該拼接參數(shù)固化為一個拼接參數(shù)模型。
[0011] 為實現(xiàn)拼接功能，所述步驟（2c)中獲取的具體實現(xiàn)方法如下： (2cl) CIS掃描介質(zhì)時經(jīng)過線性分割將介質(zhì)分割掃描，F(xiàn)PGA依次記錄第一次掃描時每 個CIS掃描得到的數(shù)字信號，形成第一行數(shù)據(jù)并放入緩沖區(qū)； (2c2)繼續(xù)記錄第二次掃描時每個CIS掃描得到的數(shù)字信號，形成第二行數(shù)據(jù)并放入 緩沖區(qū)，并代入拼接參數(shù)模型與步驟（2cl)中得到的第一行數(shù)據(jù)進行計算，形成兩次線性掃 描后拼接得到圖像的數(shù)字信號； (2c3)繼續(xù)掃描，將每次掃描得到的數(shù)字信號與上一次掃描后得到的數(shù)字信號代入拼 接參數(shù)模型進行拼接，直到將最后一次掃描的數(shù)字信號拼接完成，整個圖像拼接完成，拼接 過程結(jié)束。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： (1)本發(fā)明通過至少兩個CIS的平行且部分重疊，可實現(xiàn)大寬度的大幅面掃描，并同時 具備以下基礎(chǔ)優(yōu)勢： A.通過N個較短CIS的配合同時掃描可至少實現(xiàn)N-1個較短CIS總寬度的掃描，而市 場上N-1個較短CIS寬度之和長度的單個較長CIS價格要遠遠高于N個較短CIS的總價格， 因此本發(fā)明采用的較短CIS價格經(jīng)濟實惠，操作簡單，且不會產(chǎn)生圖像畸變，保持高精度。
[0013] B.所有的CIS依次平行放置，但相鄰的CIS上下間隔放置，并不位于同一水平面， 并且相鄰的端部部分重合，這種放置可防止兩個CIS間產(chǎn)生縫隙，導(dǎo)致縫隙處的圖像無法 通過CIS掃描而遺漏。
[0014] (2)本發(fā)明由于CIS上下間隔放置，且相鄰的端部部分重合，在掃描時會掃描到相 同部分，并且由于與介質(zhì)的距離有區(qū)別，為防止畸變，采用了本發(fā)明提出的快速拼接方法， 不僅步驟簡單，同時不會出現(xiàn)圖像處理重疊、錯位的情況，與單個CIS掃描得到的圖像一 致。
[0015] (3)本發(fā)明中的拼接參數(shù)只需計算一次，在CIS排列順序和位置不改變的情況下 一次性可掃描多個介質(zhì)。由于CIS可拆卸且可改變重疊的寬度，因此本發(fā)明中拼接參數(shù)的 計算采用FPGA這種可現(xiàn)場編程的控制器，F(xiàn)PGA最大的優(yōu)勢在于算法并不固定，根據(jù)實地需 要重新計算，適用于更多種臨時情況。本發(fā)明中的CIS被移動后，重新編程可保證圖像拼接 工作不會出現(xiàn)差錯。
[0016] (4)本發(fā)明將拼接參數(shù)模型代入數(shù)據(jù)流進行計算的過程簡單，可操作性強，計算速 度快，形成圖像時間短，更為大幅面掃描儀的操作人員接受。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明-實施例中的流程圖。
[0018] 圖2為本發(fā)明-實施例中CIS排列順序示意圖。
[0019] 圖3為本發(fā)明-實施例中拼接參數(shù)調(diào)整前的示意圖。
[0020] 圖4為本發(fā)明-實施例中拼接參數(shù)調(diào)整后的示意圖。
[0021] 圖5為本發(fā)明-實施例中其中一行數(shù)據(jù)被拼接的效果示意圖。
[0022] 圖6為本發(fā)明-實施例中兩行數(shù)據(jù)拼接后的效果示意圖。
[0023] 圖7為本發(fā)明-實施例中拼接前的實際效果圖。
[0024] 圖8為本發(fā)明-實施例中拼接后的實際效果圖。
[0025] 其中附圖標記對應(yīng)的部件名稱為： ①一不可調(diào)區(qū)域，②一可調(diào)區(qū)域。

【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于 下列實施例。 實施例
[0027] 如圖1，本發(fā)明的實施步驟具體如下： (1)按照圖2的效果將CIS依次排列 本實施例中共有5個CIS，從左到右依次標記為1號CIS、2號CIS、3號CIS、4號CIS 和5號CIS。如圖2所示，2號CIS與1號CIS平行并位于1號CIS下方，左端部分與1號 CIS重疊，防止與1號CIS之間產(chǎn)生縫隙漏掉部分介質(zhì)掃描，3號CIS位于2號CIS上方，與 1號CIS位于同一高度，左端部分與2號CIS重疊。以此類推，5個CIS上下交錯方式平行 排布，CIS下方為需要掃描的介質(zhì)，其中箭頭方向為掃描方向。
[0028] (2) CIS排列完成后，獲取每個CIS的拼接參數(shù) 每個CIS的拼接參數(shù)采用一個結(jié)構(gòu)體Phylnfor來記錄，即記錄每根CIS每行有效數(shù)據(jù) 的起始和結(jié)束位置，以及第一行有效數(shù)據(jù)的起始位置，該結(jié)構(gòu)體定義為： struct Phylnfor { int left; //左起始像素 int right; //右結(jié)束像素 int top; //輸出數(shù)據(jù)離第一行有效數(shù)據(jù)的高度 }； 相鄰CIS之間的拼接誤差則采用手動調(diào)整的方法，對每個CIS進行精確調(diào)整。調(diào)整界 面如圖3和圖4所示，不可調(diào)區(qū)域①保持不動，僅僅通過粗調(diào)和細調(diào)對可調(diào)區(qū)域②進行調(diào) 整。其中粗調(diào)表示對右邊圖像進行粗調(diào)，每次調(diào)整5個像素大小，細調(diào)則表示對右邊圖像進 行細調(diào)，每次調(diào)整1個像素大小。調(diào)節(jié)的順序則為：離介質(zhì)最近的CIS到離介質(zhì)最遠的CIS， 且從左到右，其具體調(diào)節(jié)步驟如下： 第一步：如果圖像左右部分圖像差距較大，可以先通過粗調(diào)④的箭頭對圖像進行粗調(diào)， 使左邊圖像大致與右邊圖像對齊； 第二步：借用圖3中的放大縮小等按鈕對其進行精調(diào)，使圖中左右兩部分對齊，調(diào)整后 的效果如圖4所示； 第三步：依次更換傳感器的編號，重復(fù)第一步和第二步，直至所有傳感器調(diào)整完畢，每 一個傳感器代表一個CIS。
[0029] 經(jīng)過對所有相鄰的CIS之間的調(diào)整，獲得調(diào)整前和調(diào)整后的數(shù)據(jù)差，該數(shù)據(jù)即為 每個CIS的拼接參數(shù)，如下表所示，根據(jù)實際操作得到的樣機拼接參數(shù)： 表300dip下樣機拼接參數(shù)

【權(quán)利要求】
1. 基于高精度大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像快速拼接方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 獲取拼接參數(shù)，即： (la) 通過至少2個CIS，獲取每個CIS的拼接參數(shù)； (lb) 記錄拼接參數(shù)并保存； (2) 拼接實現(xiàn)，即： (2a)根據(jù)拼接參數(shù)保存固定的拼接參數(shù)模型； (2b)獲取數(shù)據(jù)流，將拼接參數(shù)模型代入數(shù)據(jù)流進行處理，實現(xiàn)拼接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高精度大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像快速拼接方法，其特征 在于，所述步驟（la)中的CIS從左到右依次平行且呈直線放置，相鄰的CIS兩端上下重疊， CIS掃描的數(shù)據(jù)由掃描時最先接觸介質(zhì)的CIS開始計算。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于高精度大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像快速拼接方法，其特征 在于，所述步驟（lb)中每個CIS排列方式錯開，因此每個CIS掃描后得到的數(shù)字信號存在 偏移量，該偏移量即為拼接參數(shù)，該拼接參數(shù)通過FPGA計算。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于高精度大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像快速拼接方法，其特征 在于，所述步驟（2b)中的數(shù)據(jù)流即為CIS掃描出的經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后進行初步處理形成的數(shù) 字信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于高精度大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像快速拼接方法，其特征 在于，所述步驟（2b)中由于CIS偏移量固定，因此拼接參數(shù)固定，該拼接參數(shù)固化為一個拼 接參數(shù)模型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于高精度大幅面掃描儀系統(tǒng)的圖像快速拼接方法，其特征 在于，所述步驟（2c)中獲取的具體實現(xiàn)方法如下 ： (2cl) CIS掃描介質(zhì)時經(jīng)過線性分割將介質(zhì)分割掃描，F(xiàn)PGA依次記錄第一次掃描時每 個CIS掃描得到的數(shù)字信號，形成第一行數(shù)據(jù)并放入緩沖區(qū)； (2c2)繼續(xù)記錄第二次掃描時每個CIS掃描得到的數(shù)字信號，形成第二行數(shù)據(jù)并放入 緩沖區(qū)，并代入拼接參數(shù)模型與步驟（2cl)中得到的第一行數(shù)據(jù)進行計算，形成兩次線性掃 描后拼接得到圖像的數(shù)字信號； (2c3)繼續(xù)掃描，將每次掃描得到的數(shù)字信號與上一次掃描后得到的數(shù)字信號代入拼 接參數(shù)模型進行拼接，直到將最后一次掃描的數(shù)字信號拼接完成，整個圖像拼接完成，拼接 過程結(jié)束。
【文檔編號】G06T5/50GK104103056SQ201410324750
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】趙澤東, 唐雪松, 陳仕隆, 呂坤, 楊雷 申請人:寧波摩視光電科技有限公司