[发明专利]扫描装置、利用图像亮度信息判断扫描角度的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理领域，具体涉及一种扫描装置，及利用图像亮度信息判断扫描角度的装置和方法。

背景技术

电子扫描笔(简称扫描笔)是OCR的重要应用之一。扫描笔的光学摄像头按照一定频率对被扫描资料进行连续拍照，获取被扫描资料的图像帧序列，然后将图像帧序列拼接成一幅全景图像后进行OCR处理，实现扫描资料的快速录入。

授权公告号CN201562284U的专利详细介绍了扫描笔的结构。扫描笔包括：壳体，触发管脚，功能按键，采集窗口，触发开关，主电路板，USB接口座，光路照明LED，镜头，图像传感器板，板间联接座，图像传感器和弹簧。主电路板装配在壳体的上端。数字信号控制器DSP、USB接口座、功能按键、触发开关、光路照明LED及板间联接座安装在主电路板上。图像传感器位于壳体的下端。该图像传感器板上装配由图像传感器、镜头和板间联接座、触发管脚、弹簧和触发开关共同组成的感应扫描笔接触纸面的触发装置。当扫描笔接触纸面进行扫描时，触发管脚受力并推挤弹簧和触发开关，触发开关产生工作信号，传输给主电路板中的数字信号控制器DSP。该数字信号控制器控制光路照明LED发光，摄像头拍摄帧图像，通过图像传感器送到处理模块。

上述专利文献中，光路照明LED受安装位置的限制，在整个帧图像各处照明程度不同，当直射到帧图像一角时，整张帧图像各像素点亮度值相差较大，从而影响图像的二值化效果及OCR识别结果。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提出一种扫描装置、及利用图像亮度信息判断扫描角度的装置和方法。

本发明提出一种扫描装置，包括：图像传感器，与控制器相连，用于对扫描介质上的字符聚焦成像，生成帧图像数据，送入控制器进行处理；控制器，用于接收由图像传感器生成的帧图像数据，并利用帧图像背景像素亮度值分布判断该扫描装置的扫描角度，根据判断结果来提醒用户调整扫描角度。

其中所述控制器进一步包括：帧图像背景提取装置，用于根据所述帧图像数据来提取帧图像背景；背景像素亮度值分布获取装置，用于获取所述帧图像背景像素亮度值分布；扫描角度判断装置，用于根据所述帧图像背景像素亮度值分布，判断扫描角度。

其中所述帧图像背景提取装置采用二值化方式提取帧图像背景或者采用分水岭分割方式进行区域分割来提取帧图像背景。

其中背景像素亮度值分布获取装置获取平行于扫描方向上的帧图像背景像素亮度值分布，包括：所述背景像素亮度值分布获取装置统计与扫描方向垂直的方向上每列背景像素点的平均亮度，拟合灰度值曲线，来获取帧图像背景像素亮度值分布，或者沿扫描方向将背景像素分为n个部分，计算每部分平均亮度值并归一化，来获取帧图像背景像素亮度值分布，其中，n≥2；所述扫描角度判断装置根据拟合的灰度值曲线的斜率判断扫描角度或者根据每部分背景像素平均亮度归一化值进行查表对比来判断扫描角度。

其中所述分水岭分割方式包括：首先采用形态学重建技术对图像中特定的目标和背景进行标记，然后再使用极小标定技术对梯度图像进行修正，最后对修正后的梯度图像进行分水岭变换得到最终分割结果。

其中所述扫描装置还包括显示屏、开孔、触发装置、光路装置以及光学镜头，其中显示屏，当控制器判断需要调整扫描角度时，用于向用户显示提示信息；开孔设置在扫描装置的外壳与图像传感器对应的位置处，使得图像传感器透过开孔获取扫描介质上的图像；触发装置用于当扫描装置接触扫描介质进行扫描时，产生工作信号，来控制光路装置形成光路，光路产生的光经扫描介质反射后，再经光学镜头直接汇聚到图像传感器中用于图像传感器成像。

本发明另外提出一种利用图像亮度信息判断扫描角度的方法，该方法包括步骤：步骤1，根据扫描装置扫描获得的帧图像数据提取帧图像背景；步骤2，获取所述帧图像背景像素亮度值分布；步骤3，根据所述帧图像背景像素亮度值分布，判断扫描装置的扫描角度。

本发明还提出一种利用图像亮度信息判断扫描角度的装置，其包括：帧图像背景提取装置，用于根据扫描装置获取的帧图像数据来提取帧图像背景；背景像素亮度值分布获取装置，用于获取所述帧图像背景像素亮度值分布；扫描角度判断装置，用于根据所述帧图像背景像素亮度值分布，判断扫描装置的扫描角度。

本发明利用灰度图像各像素点亮度分布判断扫描装置的扫描角度。对于照明光路与摄像头位置关系确定的扫描装置，照明光路LED直射在帧图像上的位置随扫描角度不同而变化。当背景像素点亮度分布不均时，可由此判断扫描角度不合适，并对用户进行提示，调整扫描角度，从而提高识别率。

附图说明