CN101146162A - 由多个线阵光电传感器组成的大幅面扫描仪的校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由多个线阵光电传感器组成的大幅面扫描仪的校正方法，属于图像扫描技术领域。将一个标定卡放置在相邻两个线阵光电传感器A和B的接缝处，同时对标定卡进行扫描，得到两幅扫描图像；计算其水平方向的重叠长度，得到相邻两个线阵光电传感器之间的重叠像素个数Ai，使线阵光电传感器A和B在水平方向实现拼接；以Bi为相邻两个线阵光电传感器之间像素的分界点，得到线阵光电传感器A和B的像素序号，计算垂直方向的位移长度，得到其垂直方向的位移差Ci，使线阵光电传感器A和B在垂直方向的位移保持一致。本发明方法使用软件算法实时计算拼接位置，大大降低大幅面扫描仪在生产过程中对加工精度的要求，进而降低了设备的生产和运输成本。

Description

由多个线阵光电传感器组成的大幅面扫描仪的校正方法
技术领域
本发明涉及一种由多个线阵光电传感器组成的大幅面扫描仪的校正方法，尤其涉及由多个线阵电荷耦合器件(以下简称CCD)或多个线阵接触式图像传感器(以下简称CIS)组成的大幅面扫描仪的校正方法，属于图像扫描技术领域。
背景技术
扫描仪是把物理图件转化为数字图像的光机电一体化设备。大幅面扫描仪通常要求覆盖A0(84.1厘米，约33.1英寸)以上的幅宽。而所用的光电传感器线阵CCD/CIS一般只覆盖A4幅宽(21厘米，约8.27英寸)。所以，如果要求覆盖A0以上的幅宽，则需要多个CCD/CIS同时工作，进行横向拼接，即将一组相互重叠的图像序列拼接成一幅大型、无缝、平滑的新图像。通常包括两个步骤：先进行图像“配准”，即准确地找出相邻图像间重叠区域的位置和范围；后进行图像“融合”，即将相邻的具有重叠区域的图像“缝合”成无缝且平滑的全新视图。
在早期CCD/CIS器件分辨率不高的情况下，  大幅面扫描仪多个感光元件在机械加工及装配情况下就可以满足一般稿件的扫描任务。但随着CCD/CIS器件分辨率提高到600甚至1200DPI，用户对稿件扫描品质的要求也不断提高，单纯依靠机械加工的精度来保证多CCD/CIS器件之间的拼接的方法已经不能满足需求，需要一种能够自动计算器件之间的拼接位置的方法来实现这一功能。多CCD/CIS图像拼接是大幅面扫描仪特有的问题，也是图像拼接方法(Image Mosaics)在多线阵CCD/CIS情况下的具体应用。
发明内容
本发明的目的是提出由多个线阵光电传感器组成的大幅面扫描仪的校正方法，在多CCD/CIS协同工作时，通过对标定卡扫描的结果，计算出多CCD/CIS相互间接缝处图像像素的取舍位置及子扫描方向的起始位置，对大幅面扫描仪进行校正，使最终多CCD/CIS扫描得到的结果能够平滑衔接，产生理想的图像。
本发明提出的由多个线阵光电传感器组成的大幅面扫描仪的校正方法，包括以下步骤：
(1)设一个线阵光电传感器接收的像素数为N，并设线阵光电传感器的像素序号为1～N，将一个标定卡放置在相邻两个线阵光电传感器A和B的接缝处，用线阵光电传感器A和B同时对标定卡进行扫描，得到两幅扫描图像；
(2)计算两幅扫描图像之间水平方向的重叠长度，从而得到相邻两个线阵光电传感器之间的重叠像素个数Ai，则线阵光电传感器A的重叠像素序号为(N-Ai+1)～N，线阵光电传感器B的重叠像素序号为1～Ai；
(3)以Bi为相邻两个线阵光电传感器之间像素的分界点，Bi为1～Ai之间的一个正整数，线阵光电传感器A以Bi作为结束像素，线阵光电传感器B以Bi+1作为开始像素，则线阵光电传感器A的像素序号为1～N-Ai+Bi，线阵光电传感器B的像素序号为Bi+1～N，使线阵光电传感器A和B在水平方向实现拼接；
(4)计算上述两幅扫描图像之间垂直方向的位移长度，从而得到相邻两个线阵光电传感器之间的垂直方向的位移差Ci，则当线阵光电传感器A在垂直方向取1～X行图像时，线阵光电传感器B在垂直方向取Ci+1～X+Ci+1行图像，使线阵光电传感器A和B在垂直方向的位移保持一致。
本发明提出的由多个线阵光电传感器组成的大幅面扫描仪的校正方法的优点是，使用软件算法实时计算拼接位置，解决了原有单纯依靠机械加工精度保证图像拼接位置的问题，满足工程应用中快速性和准确性的要求。同时应用本发明的方法，可以大大降低大幅面扫描仪在生产过程中对加工精度的要求，从而降低了设备的生产和运输成本。
附图说明
图1是本发明方法中线阵光电传感器的排列示意图。
图2是相邻两个线阵光电传感器水平方向重叠像素示意图。
图3是本发明方法一个实施例中标定卡的图形。
图4和图5分别是线阵光电传感器A和B对标定卡进行扫描的图像。
具体实施方式
本发明提出的由多个线阵光电传感器组成的大幅面扫描仪的校正方法，包括以下步骤：
(1)设一个线阵光电传感器接收的像素数为N，并设线阵光电传感器的像素序号为1～N，将如图3所示的标定卡放置在相邻两个线阵光电传感器A和B的接缝处，用线阵光电传感器A和B同时对标定卡进行扫描，得到两幅扫描图像，如图4及图5中所示的图像结果。
(2)计算两幅扫描图像之间水平方向的重叠长度，从而得到相邻两个线阵光电传感器之间的重叠像素个数Ai，则线阵光电传感器A的重叠像素序号为(N-Ai+1)～N，线阵光电传感器B的重叠像素序号为1～Ai，这样就可以通过扫描标定卡得到相邻两个线阵光电传感器水平方向重叠的像素数及位置。
(3)以Bi为相邻两个线阵光电传感器之间像素的分界点，Bi为1～Ai之间的一个正整数，线阵光电传感器A以Bi作为结束像素，线阵光电传感器B以Bi+1作为开始像素，则线阵光电传感器A的像素序号为1～N-Ai+Bi，线阵光电传感器B的像素序号为Bi+1～N，使线阵光电传感器A和B在水平方向实现拼接，一般来说Bi＝Ai/2，其中Ai、Bi的数值关系如图2所示。
(4)计算图4及图5两幅扫描图像中X中心点的之间垂直方向的位移长度，从而得到相邻两个线阵光电传感器之间的垂直方向的位移差Ci，则当线阵光电传感器A在垂直方向取1～X行图像时，线阵光电传感器B在垂直方向取Ci+1～X+Ci+1行图像，使线阵光电传感器A和B在垂直方向的位移保持一致。
如果一个大幅面扫描仪有多个线阵光电传感器组成，则依次在相邻器件间重复以上步骤的操作，即可完成对整个大幅面扫描仪的校正工作。
由于使用CCD还是CIS作为光电传感器对拼接算法没有影响，故以下以CCD为例进行说明。线阵CCD的一行光敏单元可用一条线段表示，如图1所示。理想情况下，这些线段应在同一条平行于主扫描方向(垂直于介质相对运动方向)的直线上，首尾相接，不相互重叠，也不间断。即所有CCD对应于待扫图件上的同一条水平直线。而在实际生产和运输过程中，不可能将所有CCD/CIS校正到上述理想情况所以在主扫描方向(水平方向)上，相邻的两个CCD所覆盖的区域应刻意重叠，以保证不丢失中间区域；在子扫描方向(垂直方向)上，各CCD所在的线段也必然前后错开，而且相互平行。所以需要进行图像拼接。

Claims (1)

1.一种由多个线阵光电传感器组成的大幅面扫描仪的校正方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)设一个线阵光电传感器接收的像素数为N，并设线阵光电传感器的像素序号为1～N，将一个标定卡放置在相邻两个线阵光电传感器A和B的接缝处，用线阵光电传感器A和B同时对标定卡进行扫描，得到两幅扫描图像；
(2)计算两幅扫描图像之间水平方向的重叠长度，从而得到相邻两个线阵光电传感器之间的重叠像素个数Ai，则线阵光电传感器A的重叠像素序号为(N-Ai+1)～N，线阵光电传感器B的重叠像素序号为1～Ai；
(3)以Bi为相邻两个线阵光电传感器之间像素的分界点，Bi为1～4之间的一个正整数，线阵光电传感器A以Bi作为结束像素，线阵光电传感器B以Bi+1作为开始像素，则线阵光电传感器A的像素序号为1～N一Ai+Bi，线阵光电传感器B的像素序号为Bi+1～N，使线阵光电传感器A和B在水平方向实现拼接；
(4)计算上述两幅扫描图像之间垂直方向的位移长度，从而得到相邻两个线阵光电传感器之间的垂直方向的位移差Ci，则当线阵光电传感器A在垂直方向取1～X行图像时，线阵光电传感器B在垂直方向取Ci+1～X+Ci+1行图像，使线阵光电传感器A和B在垂直方向的位移保持一致。
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