[发明专利]灰度线阵扫描图像的修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种灰度扫描图像修正方法，尤其是涉及一种平面线阵扫描灰度图像的修正方法。

背景技术

平面图像获取广泛、大量应用于工业生产、商业活动和日常生活中，通常分为面阵和线阵两种方式。面阵图像一般通过照相机或摄像机来获取，具有速度快、成本低的特点，但往往存在边缘变形或整体畸变的缺陷，不能直接用于高精度的图像处理。线阵扫描如平板扫描仪等，能获得高精度的平面图像，几乎不存在图像变形的问题，能直接应用于具有严格质量要求的图像处理领域，如生产线上的在线质量检测、选票统计、金融票据处理等。

线阵扫描通常使用线阵图像传感器阵列，以最广泛使用的A4幅面、200DPI的灰度扫描条为例，在216mm的长度上，分布着40个LED光源，同时均匀排列着1728个图像传感器模块，即两个模块的间距为125 μm，每一个模块内都包括了一个光学透镜、一个传感器，以及其他附属设施。一个传感器模块对应一个像素点。光源发射的光线照射到被扫描物体表面上，反射进入透镜，聚焦在传感器阵列上，经移位寄存器输出送至放大器，处理后通过图像采集卡传输至计算机，即形成一行图像。随着被扫描物体匀速通过扫描条，即可形成一幅原始扫描图像。

由于点光源阵列的光学特性，以及被扫描物体表面与扫描条接触距离存在偏差，决定了原始扫描图像不可避免的将出现明暗相间的条纹，如图1所示。这就需要对每个传感器的模拟输出信号有一个平衡或修正，让他们在相同的光信号下有较小的电气差异。

完成这个修正可以使用带负反馈的模拟电路，以抑制输入模拟信号的变化差异，在A/D前完成图像修正。这种方法的成本较高，开发难度较大，不适用于低成本的高速扫描仪。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种灰度线阵扫描图像的修正方法，首先通过对白纸进行扫描，获得最初扫描图像，然后在计算机上利用软件在最初扫描图像的基础上计算出每个传感器的修正系数，再将经过A/D转换的实时扫描图像的数字信号，与该点对应的修正系数通过加法器相加，得到修正后的像素点的值。本修正方法简单，修正后得到的图像消除了现有修正方法中存在的明暗条纹，图像更加均匀、真实。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种灰度线阵扫描图像的修正方法，包括以下步骤：

第一步、扫描一张白纸，获得最初扫描图像的灰度数据；

第二步、根据白纸扫描获得的最初扫描图像的灰度数据，计算每个点的修正系数：

（1）假设采样行数为N，传感器个数为M，求第i个传感器的N行图像各对应点的平均值，得到行向量；

（2）计算M个传感器的行向量的平均值；

（3）计算第i个传感器的修正系数；

第三步、通过USB接口，将修正系数向量写入高速扫描仪的EEPROM中；

第四步、在实时的图像扫描中，先将每个像素点的模拟信号经A/D转换器转换成一个字节的数字信号，然后将其与该点对应的修正系数通过加法器相加：如果加法器相加后没有进位，就由加法器直接输出计算结果，作为修正后的像素点的值；如果加法器相加后有进位，就由加法器直接输出最大值，作为修正后的像素点的值。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：首先根据扫描白纸获得的最初扫描图像，在计算机上利用软件计算修正系数，再利用专用硬件前置来应用修正系数，软件将计算后的修正系数下传给加法器，由加法器做简单的逐点加法运算，完成图像修正，既降低了硬件的实现难度，又避免了软件应用带来的延时；通过修正后的图像消除了原有的明暗条纹，变得更加均匀、真实，如图2所示。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是未做任何处理的原始扫描图像；

图2是采用本发明方法实时修正后的图像；

图3是本发明方法的原理图。

具体实施方式

一种灰度线阵扫描图像的修正方法，如图3所示，包括如下步骤：

第一步、扫描一张白纸，获得最初扫描图像（带明暗相间的条纹），设第j行的第i个传感器的最初扫描图像为                                                ；

第二步、根据白纸扫描获得的最初扫描图像，计算每个点的修正系数：

设  （i：第i个传感器），其中：

: 每个传感器输出的实际信号

: 每个传感器输出的理想信号

: 每个传感器输出的噪声信号。