[发明专利]一种高拍仪及其图像校正方法

权利要求书

1.一种高拍仪，包括底座、支架以及与支架转动连接的活动臂，活动臂的前端装有摄像头，在高拍仪内集成有单片机，其特征是：所述活动臂的内部设有悬架，所述悬架的上部与活动臂转动连接且悬架可绕在竖直平面内垂直于活动臂的轴线转动，所述悬架的两侧向下伸出，在悬架的下部设有活动环，所述活动环的两侧与悬架的两侧固定，所述摄像头位于活动环内并与活动环转动连接，且摄像头的转动轴线垂直于悬架的转动轴线，且悬架与活动环的两个连接处中心位置的连线垂直于摄像头的转动轴线，所述活动环的外周上沿其周向设有齿槽，在活动臂内部固定有主电机，主电机的动力输出轴上同轴固定有主齿轮，所述主齿轮与活动环啮合，所述悬架的一侧设有副齿轮并在悬架上固定有用于驱动副齿轮的副电机，所述摄像头上与副齿轮对应的部位的上部固定有向上延伸且朝悬架内侧弯曲的弧形的齿条，所述副齿轮与齿条啮合，所述主电机和副电机均与单片机连接并由单片机控制转动，所述摄像头上装有与单片机连接的用于检测摄像头的仰角的角度传感器。

2.根据权利要求1所述的高拍仪，其特征是：所述悬架的上部固定有连接轴，所述连接轴的上部为由两个互相平行且间隔设置的限位盘构成的活动连接部，所述活动臂内部设有与该活动连接部配合的环形卡位结构。

3.根据权利要求1所述的高拍仪，其特征是：所述悬架的侧部为弯曲方向与所述齿条一致的弧形部，所述悬架安装副齿轮的一侧开设有贯穿的悬架内外侧的安装槽，所述副齿轮位于安装槽中，所述副电机固定在副齿轮的一侧，副齿轮与副电机的动力输出轴同轴固定。

4.根据权利要求1所述的高拍仪，其特征是：所述主电机和副电机均为步进电机。

5.一种图像校正方法，适用于如权利要求1-4中任意一项所述的高拍仪，其特征是，包括如下步骤：

S1、摆放好纸质文件后打开高拍仪，拍摄纸质文件形成图像，对图像进行黑白化处理，计算黑白图像中的各个区域的平均灰度值，以参考灰度值来筛选这些区域，保留平均灰度值接近参考灰度值的区域将保留的区域顺次连接形成文字区域H的边缘线；

S2、确定文字区域的边缘线后，以摄像头的拍摄区域S的中心为坐标原点(X0，Y0)，建立坐标系，并将坐标原点与拍摄区域的上边框的中点的连线定义为坐标系的纵轴，利用文字区域H的相对的两段边缘线的四个端点坐标确定文字区域H的中心坐标(Xi,Yi)，将坐标(Xi,Yi)与原点 (X0,Y0)进行计算得到偏移向量，计算得到H区域的上边框的中点坐标(Xn,Yn)，再将坐标(Xn,Yn)与偏移向量进行计算得到纠正坐标(Xr,Yr)，之后计算得到拍摄区域S与文字区域H在水平方向上的相对偏差角度；

S3、根据相对偏差角度计算出主电机的转动行程；

S4、利用单片机控制主电机完成转动行程；

S5、利用角度传感器检测摄像头的实时仰角并向单片机输出角度检测信号，利用单片机控制副电机驱动摄像头进行仰角的反馈调节，直至摄像头的镜头正对纸质文件；

S6、再次拍摄纸质文件，形成图像，提取图像的各个部位的灰度值，再对图像进行二值化处理，确定出需要裁切的目标区域；随后根据灰度值筛分出目标区域的边缘部位，再从边缘部位提取目标区域的边缘线；

S7、完成裁边目标区域的裁切，得到裁切图像；

S8、图像纠偏为矩形，保存目标区域图像。

6.根据权利要求5所述的图像校正方法，其特征是：在进行S7步骤前还包括对裁边目标区域的边缘线过滤的步骤，具体如下：

选取裁边目标区域的某一条边缘线，在其附近区域以一定的空间间隔寻找其余边缘线，若附近区域无其他边缘线，则停止寻找，若其附近区域有其他边缘线，则随即选取一条边缘线作为有效边缘线，滤除掉其他重复的边缘线。

7.根据权利要求6所述的图像校正方法，其特征是：完成边缘线过滤的步骤之后且在S7步骤之前还包括补边的步骤，具体如下：

利用图像灰度值的过渡来确定裁边目标区域的各个边的边缘线的端点数量和端点坐标，从而判断是否有缺边区域，当某一边缘线出现断线，则直接利用图像处理算法填补断线处；当某相邻两边的边缘线并未交叉，则建立各个边缘线的解析方程，利用方程计算出相邻两边的边缘线的交点坐标，再进行填补。