基于高精度大幅面掃描儀系統的圖像快速拼接方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于高精度大幅面掃描儀系統的圖像快速拼接方法，通過獲取拼接參數，并形成拼接參數模型，并將其代入數據流實現拼接簡單步驟即可完成圖像的高精度拼接。本發明克服了需采用較長的CIS來掃描導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的圖像快速拼接方法

【技術領域】
[0002] 本發明涉及一種大幅面掃描儀系統的圖像處理工作，具體是指大幅面掃描儀系統 的圖像拼接工作。

【背景技術】
[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 大節約和結構上的大大簡化，同時對于較大介質的掃描頁實現了高精度和遠離圖像畸變問 題產生的煩惱。
[0004] 但根據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。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于保持CIS高精度掃描的優勢下，克服寬度較大時采用較長CIS 掃描導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的圖像快速拼 接方法，通過多個較短的CIS結合實現較長介質的掃描。
[0006] 為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下： 基于高精度大幅面掃描儀系統的圖像快速拼接方法，包括以下步驟： (1) 獲取拼接參數，即： (la) 通過至少2個CIS，獲取每個CIS的拼接參數； (lb) 記錄拼接參數并保存； (2) 拼接實現，即： (2a)根據拼接參數保存固定的拼接參數模型； (2b)獲取數據流，將拼接參數模型代入數據流進行處理，實現拼接。
[0007] 為實現多個CIS同時掃描較寬的介質，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掃描的數據由掃描時最先接觸介質的CIS開 始計算。
[0008] 其中得到拼接參數的方法為：所述步驟（lb)中每個CIS排列方式錯開，因此每個 CIS掃描后得到的數字信號存在偏移量，該偏移量即為拼接參數，該拼接參數通過FPGA計 算。
[0009] 進一步來講，所述步驟（2b)中的數據流即為CIS掃描出的經過模數轉換后進行初 步處理形成的數字信號。
[0010] 為防止多次重復得到拼接參數，所述步驟（2b)中由于CIS偏移量固定，因此拼接 參數固定，該拼接參數固化為一個拼接參數模型。
[0011] 為實現拼接功能，所述步驟（2c)中獲取的具體實現方法如下： (2cl) CIS掃描介質時經過線性分割將介質分割掃描，FPGA依次記錄第一次掃描時每 個CIS掃描得到的數字信號，形成第一行數據并放入緩沖區； (2c2)繼續記錄第二次掃描時每個CIS掃描得到的數字信號，形成第二行數據并放入 緩沖區，并代入拼接參數模型與步驟（2cl)中得到的第一行數據進行計算，形成兩次線性掃 描后拼接得到圖像的數字信號； (2c3)繼續掃描，將每次掃描得到的數字信號與上一次掃描后得到的數字信號代入拼 接參數模型進行拼接，直到將最后一次掃描的數字信號拼接完成，整個圖像拼接完成，拼接 過程結束。
[0012] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果： (1)本發明通過至少兩個CIS的平行且部分重疊，可實現大寬度的大幅面掃描，并同時 具備以下基礎優勢： A.通過N個較短CIS的配合同時掃描可至少實現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， 因此本發明采用的較短CIS價格經濟實惠，操作簡單，且不會產生圖像畸變，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間產生縫隙，導致縫隙處的圖像無法 通過CIS掃描而遺漏。
[0014] (2)本發明由于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，并且由于與介質的距離有區別，為防止畸變，采用了本發明提出的快速拼接方法， 不僅步驟簡單，同時不會出現圖像處理重疊、錯位的情況，與單個CIS掃描得到的圖像一 致。
[0015] (3)本發明中的拼接參數只需計算一次，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。由于CIS可拆卸且可改變重疊的寬度，因此本發明中拼接參數的 計算采用FPGA這種可現場編程的控制器，FPGA最大的優勢在于算法并不固定，根據實地需 要重新計算，適用于更多種臨時情況。本發明中的CIS被移動后，重新編程可保證圖像拼接 工作不會出現差錯。
[0016] (4)本發明將拼接參數模型代入數據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為本發明-實施例中的流程圖。
[0018] 圖2為本發明-實施例中CIS排列順序示意圖。
[0019] 圖3為本發明-實施例中拼接參數調整前的示意圖。
[0020] 圖4為本發明-實施例中拼接參數調整后的示意圖。
[0021] 圖5為本發明-實施例中其中一行數據被拼接的效果示意圖。
[0022] 圖6為本發明-實施例中兩行數據拼接后的效果示意圖。
[0023] 圖7為本發明-實施例中拼接前的實際效果圖。
[0024] 圖8為本發明-實施例中拼接后的實際效果圖。
[0025] 其中附圖標記對應的部件名稱為： ①一不可調區域，②一可調區域。

【具體實施方式】
[0026] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發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之間產生縫隙漏掉部分介質掃描，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，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 每個CIS的拼接參數采用一個結構體Phylnfor來記錄，即記錄每根CIS每行有效數據 的起始和結束位置，以及第一行有效數據的起始位置，該結構體定義為： struct Phylnfor { int left; //左起始像素 int right; //右結束像素 int top; //輸出數據離第一行有效數據的高度 }； 相鄰CIS之間的拼接誤差則采用手動調整的方法，對每個CIS進行精確調整。調整界 面如圖3和圖4所示，不可調區域①保持不動，僅僅通過粗調和細調對可調區域②進行調 整。其中粗調表示對右邊圖像進行粗調，每次調整5個像素大小，細調則表示對右邊圖像進 行細調，每次調整1個像素大小。調節的順序則為：離介質最近的CIS到離介質最遠的CIS， 且從左到右，其具體調節步驟如下： 第一步：如果圖像左右部分圖像差距較大，可以先通過粗調④的箭頭對圖像進行粗調， 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，使圖中左右兩部分對齊，調整后 的效果如圖4所示； 第三步：依次更換傳感器的編號，重復第一步和第二步，直至所有傳感器調整完畢，每 一個傳感器代表一個CIS。
[0029] 經過對所有相鄰的CIS之間的調整，獲得調整前和調整后的數據差，該數據即為 每個CIS的拼接參數，如下表所示，根據實際操作得到的樣機拼接參數： 表300dip下樣機拼接參數

【權利要求】
1. 基于高精度大幅面掃描儀系統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，即： (la) 通過至少2個CIS，獲取每個CIS的拼接參數； (lb) 記錄拼接參數并保存； (2) 拼接實現，即： (2a)根據拼接參數保存固定的拼接參數模型； (2b)獲取數據流，將拼接參數模型代入數據流進行處理，實現拼接。
2. 根據權利要求1所述的基于高精度大幅面掃描儀系統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掃描的數據由掃描時最先接觸介質的CIS開始計算。
3. 根據權利要求2所述的基于高精度大幅面掃描儀系統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掃描后得到的數字信號存在 偏移量，該偏移量即為拼接參數，該拼接參數通過FPGA計算。
4. 根據權利要求3所述的基于高精度大幅面掃描儀系統的圖像快速拼接方法，其特征 在于，所述步驟（2b)中的數據流即為CIS掃描出的經過模數轉換后進行初步處理形成的數 字信號。
5. 根據權利要求4所述的基于高精度大幅面掃描儀系統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，因此拼接參數固定，該拼接參數固化為一個拼 接參數模型。
6. 根據權利要求5所述的基于高精度大幅面掃描儀系統的圖像快速拼接方法，其特征 在于，所述步驟（2c)中獲取的具體實現方法如下 ： (2cl) CIS掃描介質時經過線性分割將介質分割掃描，FPGA依次記錄第一次掃描時每 個CIS掃描得到的數字信號，形成第一行數據并放入緩沖區； (2c2)繼續記錄第二次掃描時每個CIS掃描得到的數字信號，形成第二行數據并放入 緩沖區，并代入拼接參數模型與步驟（2cl)中得到的第一行數據進行計算，形成兩次線性掃 描后拼接得到圖像的數字信號； (2c3)繼續掃描，將每次掃描得到的數字信號與上一次掃描后得到的數字信號代入拼 接參數模型進行拼接，直到將最后一次掃描的數字信號拼接完成，整個圖像拼接完成，拼接 過程結束。
【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 優先權日:2014年7月9日
【發明者】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