CN101170627A - 具有图像校正功能的扫描设备 - Google Patents

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CN101170627A CNA2007101675536A CN200710167553A CN101170627A CN 101170627 A CN101170627 A CN 101170627A CN A2007101675536 A CNA2007101675536 A CN A2007101675536A CN 200710167553 A CN200710167553 A CN 200710167553A CN 101170627 A CN101170627 A CN 101170627A
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Abstract

一种具有图像校正功能的扫描设备包括：扫描头，其扫描放置在玻璃平台上的文档的图像，但是文档与扫描头的距离发生变化。检测边界线以确定其中的歪曲量。将歪曲线与建立的参考线进行比较，并基于比较的结果来计算校正因子。基于计算的校正因子以类似的方式映射被处理以用于将边界线映射到参考线的原始图像以及边界线内的图像数据。有利的是可容易地校正当扫描厚书时产生的图像的歪曲。

Description

具有图像校正功能的扫描设备
                         技术领域
本发明总体构思涉及一种设备和方法，更具体地说，涉及一种用于校正图像中的歪曲失真(skewing distortion)的扫描设备和方法。
                         背景技术
通常，扫描设备是扫描文档以产生具有预定分辨率的图像数据的装置。参照图1A和图1B，普通扫描设备10包括：玻璃平台(stage glass)20，其上放置文档；以及扫描头30，其在玻璃平台20下方从玻璃平台20的一端平移(translate)到玻璃平台20的另一端的同时扫描文档。扫描头30包括：光源模块31，其用光照射文档；以及光电转换装置33，其检测由文档反射的光，并将检测的光转换为图像信号。
在传统扫描设备10中，当扫描头30扫描厚书时，如图1B所示，在书的页面区域B接触玻璃平台的同时，靠近书的折叠线(folding line)A的区域位于玻璃平台20之上，与玻璃平台20相距缝隙d1。因此，光源模块31与光电转换装置33之间的焦距随着扫描头30从页面区域B移动到折叠线A而变化(I1≠I2)。由于在扫描头30移动时出现的这种焦距差，产生如图1C所示的问题：靠近折叠线A的区域的图像具有空间失真(或歪曲)或者比页面区域B中的图像显得更黑。
                         发明内容
本发明总体构思提供一种校正包括在图像中的失真(或歪曲)的扫描设备。
本发明总体构思的其它方面和效用将在下面的描述中部分地阐述，部分地通过所述描述而清楚，或者可通过实施本发明总体构思而了解。
可通过提供一种扫描设备来实现本发明总体构思的上述和/或其它方面和效用，所述设备包括：玻璃平台，其上放置文档；扫描头，其在玻璃平台下方平移的同时扫描文档的图像；图像处理部件，其处理由扫描头产生的图像数据；边界线检测部件，其检测图像的边界线；以及控制器，如果在由边界线检测部件检测的边界线中存在歪曲线，则控制器将所述歪曲线与预定参考线进行比较，基于比较的结果计算校正因子，并控制图像处理部件基于计算的校正因子来校正边界线内的歪曲线和图像数据。
边界线检测部件可基于边界线的直线部分来设置参考线。
所述控制器可计算文档的图像的坐标值以及玻璃平台的图像的坐标值，并控制图像处理部件基于校正因子将歪曲线的坐标映射到参考线的坐标上。
所述校正因子可具有分别根据包括歪曲线的第一边界线与相应的第二边界线之间的距离而分配的多个值。
扫描设备可还包括：图像形成部件，其输出图像，其中，控制器控制图像形成部件输出由图像处理部件处理的图像。
还可通过提供一种扫描设备的图像处理方法来实现本发明总体构思的上述和/或其它方面和效用，所述扫描设备包括：玻璃平台，其上放置文档；扫描头，其在玻璃平台下方平移的同时扫描文档的图像，所述方法包括：检测图像的边界线，计算边界线的坐标值并检测坐标值没有被计算的歪曲线，将歪曲线与由边界线中的直线指示的参考线进行比较并基于比较的结果计算用于将歪曲线映射到参考线上的校正因子，以及基于计算的校正因子来校正图像和歪曲线。
图像处理方法还可包括将计算机指令编码到计算机可读介质上，当由处理器解码并执行所述计算机指令时，所述计算机指令执行边界线的检测、边界线的坐标值的计算和歪曲线的检测、歪曲线与参考线的比较以及图像和歪曲线的校正。
还通过提供一种图像形成方法来实现本发明总体构思的上述和/其它方面和效用，所述方法包括：提供图像数据，所述图像数据包括完全可分辨区域和变动可分辨区域，推测完全可分辨区域跨到变动可分辨区域的图像数据中的线性关系，并按照所述线性关系映射变动可分辨区域中的图像数据以使其在校正图像中被校直。
线性关系的推测可包括：将完全可分辨区域的边界定位于其在变动可分辨区域的对侧的位置，并穿过变动可分辨区域来推测所述边界。
图像数据的映射可包括：定位变动可分辨区域的边界；并确定完全可分辨区域中的边界与变动可分辨区域中的边界的各个位置的差。
确定完全可分辨区域中的边界与变动可分辨区域中的边界的各个位置的差可包括：指定变动可分辨区域的边界上的多个图像数据点中的每一图像数据点的位置；确定相对于变动可分辨区域的边界上的多个图像数据点的各个位置成直线的完全可分辨区域的边界上多个图像数据点的各个位置；以及确定变动可分辨区域的边界上的图像数据点与完全可分辨区域的边界上的图像数据点的各个位置的差。
指定变动可分辨区域的边界上的图像数据点的位置的步骤可包括：定位变动可分辨区域中的数据点，在所述数据点，变动可分辨区域的边界距离所推测的完全可分辨区域的边界最远；以及对变动可分辨区域的边界上的多个图像数据点的位置进行插值，以沿着变动可分辨区域的边界形成彼此相连的分段线性关系。
对变动可分辨区域的边界上的多个图像数据点的位置进行插值的步骤可包括：按照通过变动可分辨区域的边界上的已知图像数据点与完全可分辨区域的边界上的图像数据点的各个位置确定的因子，对变动可分辨区域的边界上的未知图像数据点与完全可分辨区域的边界上的图像数据点的各个位置的差进行加权。
所述加权步骤可包括：计算包括变动可分辨区域的边界上的已知图像数据点与完全可分辨区域的边界上的图像数据点的各个位置的三角形的面积；将所述面积与预定的面积加权因子相乘；确定具有加权的面积的三角形的边的长度，所述三角形包括完全可分辨区域的边界上的图像数据点以及推测的变动可分辨区域的边界上的图像数据点，其中，从完全可分辨区域的边界上的图像数据点去除预定量来得到所推测的变动可分辨区域的边界；以及从推测的变动可分辨区域中的边界按照确定的所述三角形的边的长度来计算未知数据点的位置。
映射图像数据的步骤可包括：按照与变动可分辨区域的边界上的图像数据点和完全可分辨区域的边界上的图像数据点的各个位置的差相应的量，对与变动可分辨区域的边界上的图像数据点排成直线的图像数据的各个位置进行定标(scale)；以及将与变动可分辨区域的边界上的图像数据点排成直线的图像数据存储在校正图像的存储器的位置中，所述位置相应于图像数据的定标的各个位置。
还通过提供一种具有编码的计算机指令的计算机可读介质来实现本发明总体构思的上述和/或其它方面和效用，当由处理器解码并执行所述计算机指令时，所述计算机指令执行以下处理：接收图像数据，所述图像数据包括完全可分辨区域和变动可分辨区域，推测完全可分辨区域跨到变动可分辨区域的图像数据中的线性关系，并按照所述线性关系映射变动可分辨区域中的图像数据以使其在校正图像中被校直。
还通过提供一种图像形成设备来实现本发明总体构思的上述和/或其它方面和效用，所述图像形成设备包括：扫描头，具有相对于扫描平面的预定光学景深，以获得与扫描平面至少部分共面的文档的图像数据；控制器，用于控制扫描头，使其沿着扫描平面平移以获取文档的原始图像；以及图像处理部件，用于将从位于景深之内的同时至少部分离开扫描平面的文档的一部分获取的原始图像中的歪曲图像数据重新定位到校正图像中的新位置，所述新位置将歪曲图像数据与从与扫描平面共面的文档的所述部分获取的原始图像数据的相应聚焦数据排成直线。
图像形成设备还可包括：校正因子计算部件，用于确定将歪曲数据的各个位置定标到所述新位置的校正因子，其中，通过相应于聚焦数据的边界的参考边界的位置与歪曲数据的边界的位置的差来确定所述校正因子，所述聚焦数据具有从超出扫描头的景深的对象获取的图像数据，所述歪曲数据具有从超出扫描头的景深的对象获取的图像数据。
图像形成设备还可包括：边界线确定部件，用于确定聚焦数据的边界的位置，并推测聚焦数据跨到歪曲数据的边界作为参考边界。
边界线确定部件可包括：边界线检测部件，用于检测聚焦数据的边界。
边界线确定部件可包括：折叠线检测部件，用于检测歪曲数据中的折叠点，所述折叠点与位于文档距离扫描平面最远的位置上的点相应。
折叠线检测部件可将折叠点确定为距离聚焦数据的相对边界预定距离。
所述预定距离为距离聚焦数据的相对边界的水平距离的90％。
折叠线检测部件可将折叠点确定为位于歪曲数据的边界上斜率改变符号的位置。
图像形成设备还可包括：校正区域设置部件，用于按照折叠点的位置确定歪曲数据中的区域。
边界线确定部件可包括：歪曲线检测部件，用于确定形成歪曲数据的边界的部分线相对于其中的参考边界的歪曲程度。
边界线确定部件可包括：分离线设置部件，用于确定歪曲数据的不可分辨部分的边界。
分离线设置部件可通过对先前通过插值确定的数据进行插值来确定不可分辨部分中的边界。
插值可包括：基于具有从先前通过插值确定的数据计算的三角形的加权面积的三角形来确定点。
还通过提供一种图像处理器来实现本发明总体构思的上述和/或其它方面和效用，所述图像处理器包括：存储部件，用于存储与限定光学景深的平面至少部分共面的文档的原始图像；图像处理部件，用于将从位于景深之内的同时至少部分离开所述平面的文档的一部分获取的原始图像中的歪曲图像数据重新定位到校正图像中的新位置，所述新位置将歪曲图像数据与从与扫描平面共面的文档的所述部分获取的原始图像数据的相应聚焦数据排成直线，所述新位置通过聚焦数据的边界相对于歪曲数据的边界位置的位置来确定。
还通过提供一种图像形成设备来实现本发明总体构思的上述和/或其它方面和效用，所述图像形成设备包括：控制器，用于接收扫描的文档图像；用于以下操作的单元：从扫描的文档图像确定边界和折叠线，相对于中心线和折叠线来确定扫描的文档图像的校正区域，并根据歪曲距离参考线和折叠线的距离来校正扫描的文档图像的校正区域的边界线。
                         附图说明
通过下面结合附图进行的对示例性实施例的描述，本发明总体构思的上述和/或它他方面和效用会变得清楚和更加易于理解，其中：
图1A是普通扫描设备的透视图；
图1B是示出普通扫描设备中的焦距差的示图；
图1C是由普通扫描设备形成的失真图像的示图；
图2是根据本发明总体构思的示例性实施例的扫描设备的框图；
图3是示出图2的边界线确定部件的详细配置的框图；
图4A到图4D是用于解释边界线确定部件的边界线确定处理的示图；
图5是示出根据本发明总体构思的示例性实施例由扫描设备对图像进行校正的结果的图像；以及
图6是示出根据本发明总体构思的示例性实施例的扫描设备的图像处理的流程图。
                       具体实施方式
现将详细参照本发明总体构思的示例性实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指示相同的部件。以下通过参照附图来描述所述实施例以便解释本发明总体构思。
图2是根据本发明总体构思的示例性实施例的扫描设备1的框图。如图2所示，本发明总体构思的扫描设备1包括：输入部件100，用于产生表示来自用户的指示的信号；玻璃平台200，其上放置文档；扫描头300，其在玻璃平台200下方平移于玻璃平台200的两端部分之间的同时扫描文档；以及存储部件400，其中尤其存储由扫描头300产生的原始文档图像。扫描设备1还可包括：边界线确定部件500，其在产生的原始文档图像中确定文档与玻璃平台之间的边界线；校正因子计算部件600，如果在原始文档区域中存在失真区域，则所述校正因子计算部件600计算用于校正原始文档图像中的失真区域的校正因子(CF)；图像处理部件700，其基于计算的校正因子(CF)来校正图像的失真区域；图像形成部件800，其呈现由图像处理部件700校正的图像；以及控制器900，如果在原始文档图像中检测到失真区域，则控制器900控制校正因子计算部件600和图像处理部件700来计算校正因子(CF)并校正失真区域的图像。在文档与玻璃平台200之间会形成边界线，但是可结合本发明总体构思来使用图像中的其它边界。
可通过硬件、软件或两者的组合来实现图2所示的示例性系统。例如，某些部件(诸如边界线确定部件500、校正因子计算部件600和图像处理部件700)可适于被实现为处理器指令，所述处理器指令在一个或多个处理器上以一个或多个计算机执行线程来执行。这些功能部件中的每一个可在专用处理器上实现，或可在单个处理器(诸如实现控制器900的处理器)上执行。或者，可在一个或多个专用电路中实现图2所示的每个部件。在不脱离本发明总体构思的精神和预计范围的情况下，可通过除图2所示的配置之外的各种配置来实现本发明总体构思。
此外，可理解：尽管图2所示的功能划分有助于通过对所示示例性实施例的部件进行描述来理解本发明总体构思，但是所述配置对于实施本发明总体构思而言并不是必不可少的。除所显示并描述的组件之外的组件可用于进行替代，描述为在多个组件中实现的功能可被组合为单个部件，并且被描述为分离组件的组件可分布于多个部件中。事实上，本领域的技术人员在研究该公开时将清楚各种变型、选择和修改，并且本发明总体构思将包括所述可选择的配置。
示例性输入部件100可从用户接收扫描信号。输入部件100可设置有关于将被校正的区域的信息以及关于区域是否将被校正的信息。可将输入部件100实现为多个输入面板，通过所述输入面板，可响应于所输入的用户指示而产生各种信号。在输入部件100上可设置显示由扫描头300产生的原始文档图像的显示部件(未示出)。在本发明总体构思的某些实施例中，输入部件100与显示部件结合可实现图形用户界面(GUI)。
本发明总体构思不受限于扫描机制的类型或构成。以下的描述将参考图1A到图1B的组件以示出可结合本发明总体构思使用的传统扫描机制的各个部分的示例性实施例。应该理解：对传统组件的所述参考是为了描述的目的，而不是为了进行限制。
还将清楚：当传统扫描机制用于本发明总体构思的实施例时，所述传统扫描机制通常根据其光学系统受限于“景深”，“景深”在这里指的是一段距离，从玻璃平台200向上直到该距离，可由传感器获得可分辨图像。任何放置在玻璃平台200上的超出景深的对象是传感器“不可分辨”的，其通常显现为异色(例如黑色)域(field of foreign color)。位于景深之内但是不与玻璃平台接触的图像在此称为折叠线(FL，folding line)区域，其将是“变动可分辨”的，并且通常相对于从与玻璃平台200接触的文档获得的图像数据产生歪曲。将来自与玻璃平台200接触的文档的各部分的图像在此称为“完全可分辨”的。
放置文档的玻璃平台200可由透明玻璃材料制成，来自光源模块31的光可穿过所述透明玻璃材料。玻璃平台200可具有与传统玻璃平台相同的结构和组成，因此，为了简明，将省略对玻璃平台200的详细解释。
示例性扫描头300包括：光源模块31，其用光照射放置在玻璃平台200上的文档；光电转换部件33，其接收由文档反射的光，并将接收的光转换为图像信号；以及模拟/数字转换部件(未示出)，其将图像信号转换为数字图像数据。为了描述而非限制的目的，扫描头300沿着玻璃平台200的Y轴来扫描文档(见图4A)。可根据来自控制器900的控制信号通过驱动部件(未示出)来平移扫描头300。驱动部件(未示出)可具有与传统扫描头的驱动部件相同的结构(诸如通常通过步进电机实现的结构)，并且可通过皮带滑轮组(belt-pulley assembly)、齿条齿轮组(rack-pinion assembly)等来移动扫描头300。
可通过诸如光条(light bar)和线性传感器阵列(linear sensor array)将光源模块31和光电转换部件33构建为线性形式。当如此实现时，图像数据作为文档的多个扫描行被产生。顺序地产生扫描行，并且扫描行包括诸如像素数据的数据点，所述数据点在每一扫描行之内可顺序排列。因此，图像中的坐标系统可通过“Y”方向的扫描行和“X”方向的像素来定义。有利的是这种坐标系统允许在扫描操作期间以及扫描完成之前标识数据。
示例性存储部件400存储由扫描头300产生的原始文档图像数据以及由图像处理部件700校正的校正图像数据。如上所述，在该示例性实施例中，提供存储部件400以存储与由光电转换部件33产生的每一行相应的每一扫描行并顺序地存储在每一行中产生的图像数据。例如，可将与来自光电变换部件33的第一扫描行相应的图像数据存储在存储部件400的相应区中。因此，按照可获得关于文档的位置的坐标值的方式，将在文档的第一扫描行部分地获取的图像数据存储在存储部件400中。
存储部件400不仅可如上所述地存储图像数据，而且可提供对处理指令的存储，当由处理器执行所述处理指令时，处理指令执行如下所述的操作。因此，存储部件400可以是永久存储器(诸如只读存储器(ROM)、闪速存储器、磁或光学存储装置等)以及易失性存储器(诸如随机存取存储器(RAM)等)的组合。还应理解：尽管存储部件400在图2中被示为分离组件，但是存储部件400可分布于多个装置中，包括作为所示的其它部件中的组件。为了描述而非限制的目的，以下将存储部件400作为分离组件来进行描述，并且如这里所使用的，术语“存储部件400”或作为替代的“存储器400”意在指示扫描设备1的组合存储能力，并诸如通过流水线或延迟线而包括临时存储器(temporal storage)。
应理解，在以下描述中，各个“线”将被讨论为在物理上绘制于图像中。然而，所述描述的目的在于解释本发明总体构思的某些基础构思并在物理上呈现所述线，因此可认为它们对于实施本发明总体构思而言并不是必不可少的。某些实施例可允许用户查看甚至修改以下所述的线，但是即便如此，所述线也被抽象为符合实现本发明总体构思的设备的部件进行的操纵。例如，可通过保存在存储部件400中的数据结构来表示所述线，所述数据结构包含关于形成线段的端点的互连节点的信息。本发明总体构思不受限于操纵线数据和存储所述数据的实现细节，并且为了简明，将省略对它们的描述。
示例性边界线确定部件500确定存储在存储部件400中的原始图像数据的边界线(BL)。如图3所示，边界线确定部件500可包括：边界线检测部件510，其检测图像的边界线(BL)；折叠线检测部件520，其基于由边界线检测部件510检测的边界线(BL)来检测图像的折叠线(FL)；歪曲线检测部件530，其检测出现在边界线(BL)中的歪曲线(SL)；校正区域设置部件540，其确定包括歪曲线(SL)的校正区域；以及分离线设置部件550，其确定在校正区域中指示图像的边界的分离线(SL)。在以下的段落中给出以上简要描述的线的全面定义。
如这里所使用的，边界线是一组将图像中的文档区域与周围区域分离的线段之一，所述周围区域形成超出扫描头300的景深的空白玻璃平台200的图像，其称为“玻璃平台区域”。参照图4A，边界线检测部件510在原始图像数据中检测将文档区域与玻璃平台区域分离的边界线(BL)。边界线检测部件510可使用如上所述的对于存储在存储部件400中的原始图像数据定义的坐标系统来获得包括文档的最小四边形区域的拐角的坐标。
如这里所使用的，折叠线(FL)是散焦图像的区域中的线，例如，在所述区域中，文档距离玻璃平台200最远。在文档是书的示例中，如图4A所示，折叠线(FL)位于页面被装订到一起的位置。如以上所指出的，折叠线(FL)所在的折叠线(FL)区域是图像的变动可分辨区域，并且可包括不可分辨的部分。示例性折叠线检测部件520检测原始图像数据中的折叠线(FL)。如图4A所示，可通过以下直线来表示折叠线(FL)，所述直线将顶端折叠点TFP与底端折叠点BPF互相连接。这里，可将每个折叠点确定为图像中边缘上的点，所述边缘定位于沿Y轴方向，并且位于页面上距离Y轴方向的另一边缘一定距离的位置，所述距离超过书的一页的水平长度的90％。或者，可将上端折叠点TFP和下端折叠点BFP确定为位于计算的边界线(BL)斜率改变符号的位置。在不脱离本发明的精神和预计范围的情况下，可将用于定位文档的页面形成折叠区域或类似形式的位置上的点的其它技术用于本发明总体构思中。
边界线(BL)可由多条线段组成，每条线段被称为“部分线(partial line)”。直的部分线在构成边界线(BL)时被称为“歪曲线”，可通过“歪曲线”来计算页面在折叠线(FL)的左侧和右侧歪曲的程度。边界线(BL)通常包围限定其中的文档区域的复杂形状。因此，由通过部分线互连的多个点来表示文档区域的形状。在部分线相交以形成边界线(BL)的点中，其中具有较小曲率的位置可通过一条直线来表示，具有较大曲率的位置可通过多条直线来表示。可形成直线以穿过折叠线(FL)区域进行延伸，从而将其任何一侧上限定直的部分或低曲率部分的部分线连接起来。穿过折叠线(FL)区域连接边界线(BL)的低曲率部分的线被定义为参考线(RL)。从参考线(RL)偏离的边界线(BL)的每条部分线形成相对于参考线(RL)的角度，该角度指示在所述部分线的附近的歪曲量。示例性歪曲线检测部件530检测原始图像数据中的歪曲线。
如图4A所示，校正区域设置部件540可在折叠线(FL)和CX轴附近建立原始图像数据中的四个校正区域。CX轴可位于已知位置，例如，位于玻璃平台200的中心线。按照折叠线(FL)和CX轴所区分的，原始文档图像数据可被分成右顶端(RT)区域、右底端(RB)区域、左顶端(LT)区域和左底端(LB)区域。在本发明总体构思的某些实施例中，校正区域的设置和数量取决于是否检测到折叠线(FL)，其中，缺少所述检测可指示不必进行歪曲校正。例如，如果检测到顶端折叠点(TFP)，则可将右顶端区域(RT)和左顶端区域(LT)设置为校正区域，这是因为这些区域将受折叠线(FL)区域影响。类似地，如果检测到底端折叠点(BFP)，则可将右底端区域(RB)和左底端区域(LB)设置为校正区域。此外，如果检测到顶端折叠点(TFP)和底端折叠点(BEF)两者，则可将所有四个区域设置为校正区域。
如这里所使用的，分离线是折叠线(FL)校正区域中形成边界线(BL)的一系列线段(如图4C所示)。由于折叠线(FL)校正区域比文档的其它区域更加远离玻璃平台200，所以扫描头300在所述折叠线(FL)校正区域是散焦的，因此，该折叠线(FL)校正区域中的原始图像是变动可分辨的，其中的各部分会显现为黑色。因此，难以在折叠线(FL)校正区域中检测图像的边界线(BL)。分离线设置部件550例如使用预定参考线(RL)和折叠线(FL)的坐标值来确定分离线(SL)，所述分离线(SL)将玻璃平台区域与折叠线(FL)校正区域中的文档图像区域分离。
参照图4D，在本发明总体构思的某些实施例中，分离线设置部件550将参考线(RL)与边界线(BL)相交的点设置为点P1，并将顶端折叠点(TFP)设置为点R5。然后，分离线设置部件550基于P1和R5的坐标值来确定点P1与R5之间Y轴方向距离Y15。例如，可根据从存储部件400中的相应位置确定的多个扫描行和多个像素(例如，由控制器900基于存储在存储部件400中的像素的相应扫描行单元中的图像数据来确定点P1和R5的坐标值)来计算所述距离。
分离线设置部件550可计算点R5与参考线(RL)之间的X轴方向距离X5R。然后，分离线设置部件550可使用例如基于由三个角顶点P5、P1和R5定义的三角形与每个内接三角形的面积比的插值方法来获得点P2到P4的坐标值。例如，由三个角顶点P1、R4和P4定义的图4D所示的三角形具有的面积为由点P1、R5和P5定义的三角形面积的一部分。例如，可通过将点P5与点R5之间的距离乘以预定的加权值来计算点R4与点P4之间的距离X4R。因此，一旦确定点P1到点P5的坐标值，则可按照相同的方式获得点R2与点P2之间的距离X2R以及点R3与点P3之间的距离X3R。
当边界线确定部件500如上所述设置了相应校正区域中的分离线(SL)时，校正因子计算部件600计算校正因子(CF)，所述校正因子(CF)用于校正原始图像中的坐标值，以便分离线(SL)上的点被映射到参考线(RL)上的点。
将理解：图3的说明决不在于暗示图3所示的边界线确定部件500的功能部件之间的操作顺序。分配给图3所示的示例性实施例的部件的操作可按照所需要的任何顺序来执行，以获得另一示例性部件需要的信息。在特定示例中不需要执行某些操作，并且本发明总体构思的实现将包括所述示例的处理。例如，如果具体图像的折叠线(FL)区域不包括不可分辨数据，并且可在不经过分离线设置部件550的图像处理的情况下定位所述图像的边界，则本发明总体构思的实施例将指导系统绕过所述部件及其伴随的操作。
再次参照图4D，可通过CX轴与分离线(SL)上的点之间的距离与CX轴与参考线(RL)之间的距离的比率来确定校正因子(CF)。也就是说，可通过由三个角顶点P1、Cx和P5定义的三角形的面积与由三个角顶点P1、R5和Cx定义的三角形的面积的比率来获得校正因子(CF)。作为一个示例，在包括点P5的线中，将校正因子(CF)确定为CX轴与分离线(SL)上的点R5之间的距离m与CX轴与参考线(RL)上的点P5之间的距离n的比率。因此，根据下面归纳的等式1来获得与每条线相应的校正因子(CF)。
<等式1>
k＝n/m。在等式1中，k代表校正因子(CF)。
当分离线(SL)被映射到参考线(RL)上时，根据下面的等式2将分离线(SL)内部具有坐标值(p，q)的任意点s映射到坐标值(p1，q1)的点t。
<等式2>
(p1，q1)＝(p，q×k)
等式2是用于将分离线(SL)内部的坐标值(p，q)的任意点s映射到由坐标值(p1，q1)表示的映射点t的转换。转化等式2，可从具有坐标值(p1，q1)的映射点t获得映射之前的原始位置s(p，q)。在这种情况下，可通过下面的等式3来表示校正因子(CF)k。
<等式3>
k＝n/m。
可通过下面的等式4获得被映射到具有坐标值(p1，q1)的点t的点s的原始坐标值(p，q)。
<等式4>
(p，q)＝(p1，q1/k)
由于校正因子(CF)使得不同的值被分配给图像中的不同线，所以可修改上述等式4以应用于所述不同线中的每条线。
此外，如图4A中可以看出，歪曲量根据校正区域而变化，因此，可根据每个校正区域中的数据与CX轴之间的关系来修改上面的等式4以应用于其它校正区域RT、RB和LT。
当获得与校正区域的每个部分相应的校正因子(CF)的计算结果时，校正因子计算部件600向控制器900通知转换信息以便根据相应的校正因子(CF)来映射图像数据。
示例性图像处理部件700使用在校正因子计算部件600中计算的校正因子(CF)将分离线(SL)映射到参考线(RL)上，并根据校正因子(CF)将分离线(SL)内部的图像数据校正为适当地置于参考线(RL)的内部，从而产生校正的图像(CI)。如图5所示，由于分离线(SL)通过图像处理部件700的校正而直线地移动到参考线，所以在折叠线(FL)区域中具有歪曲的原始图像(OI)可被校正为校正图像(CI)。图像处理部件700还可根据由用户输入的适当指示额外校正所述校正图像(CI)的亮度和分辨率。
图像形成部件800呈现由图像处理部件700校正的校正图像(CI)，从而可将校正图像打印在纸页上或显示在显示装置上。可根据由控制器900通过关于校正因子(CF)的信息产生的控制信号来执行校正图像的呈现。根据在纸上打印图像的方法，图像形成部件800可使用喷墨方法、电子摄影方法、热传递打印方法等。喷墨方法是指在沿着纸的水平方向往复运动的同时，当墨盒将墨滴喷到纸上时将校正图像打印在所述纸上的方法。电子摄影方法是指利用显影剂、光电导体与传送滚筒之间的势差选择性地将显影剂施加到纸上的方法。热传递打印方法是指通过在纸上对涂有墨的墨带进行加热和加压将墨传递到纸上的方法。图像形成部件800可实现为传统的图像形成部件，因此，为了简明而省略对它的详细解释。
示例性控制器900控制边界线检测部件510来检测由扫描头300产生的原始图像的边界线(BL)。当边界线检测部件510通知控制器900边界线(BL)具有歪曲区域时，控制器900控制边界线确定部件500和图像处理部件700来校正原始图像的歪曲区域。
具体说来，示例性控制器900计算存储在存储部件400中的原始图像的坐标值，向边界线确定部件500通知计算的坐标值，向图像处理部件700通知从校正因子计算部件600接收的校正因子(CF)，并控制图像处理部件700将原始图像校正为校正图像。此外，控制器900根据用户的选择控制图像形成部件800输出校正图像或将校正图像存储在存储部件400中。控制器900还可经由输入部件100从用户接收用户指示，并由此控制扫描设备1的特征。
现将参照图2到图6来描述根据本发明总体构思的示例性实施例的图像处理方法。
首先，用户将文档放置在玻璃平台200上并激活扫描信号。随后在操作S100，扫描头300在玻璃平台200下方平移的同时扫描文档以产生原始图像。在操作S200，边界线检测部件510检测产生的原始图像的边界线(BL)。如果检测到边界线(BL)限定了歪曲区域，则控制器900控制边界线确定部件500确定校正区域的分离线(SL)。因此，边界线确定部件500首先在步骤S400确定参考线(RL)，然后在操作S500，基于所知道的边界线(BL)以及参考线(RL)的位置来计算校正因子，通过指定校正因子，边界线(BL)上的点被映射为参考线(RL)上的点。
在操作S600，控制器900控制图像处理部件700根据计算的校正因子和计算等式来校正原始图像的线。在操作S700，如果存在多个校正区域，则根据上述处理来校正剩余校正区域。当用户应用输出信号以输出校正图像时，在操作S910，控制器900控制图像形成部件800将校正图像打印在纸上。否则，控制器900将校正图像存储在存储部件400中。
如上所述，可以看出：如图5B所示，通过本发明总体构思的扫描设备1对图5A所示的具有歪曲图像的原始图像进行校正，从而分离线(SL)与参考线(RL)一致。
尽管在示例性实施例中示出扫描设备1仅包括图像形成设备800，但是扫描设备1还可包括传真机和电子邮件发送部分等，其中，传真机将校正图像发送到外部传真机；电子邮件发送部件经由网络等通过电子邮件发送校正图像。
本发明总体构思的某些实施例提供功能部件，所述功能部件作为在计算机可读介质上编码的计算机指令被制造、传输、进入市场并/或出售。当如此实现本发明总体构思时，可在不考虑执行处理器指令的处理平台，不考虑处理器指令在介质上被编码的方式的情况下实施本发明总体构思。
应理解：计算机可读介质可以是任何介质，其中，可由处理器在所述介质上对指令编码，然后检索，解码并执行所述指令，所述计算机可读介质包括：电存储介质、磁存储介质和光学存储介质以及有线通信信道、无线通信信道、光通信信道和声学通信信道。计算机可读介质可包括永久存储器(在此称为“计算机可读记录介质”)和时空存储器(spatiotemporal storage，在此称为“计算机可读传输介质”)之一或永久存储器和时空存储器两者。计算机可读记录介质的示例包括但不受限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和其它电存储器；CD-ROM、DVD和其它光学存储器；以及磁带、软盘、硬盘和其它磁存储器。计算机可读记录介质可分布于部件之间，以包括通过经由通信网络互连的存储系统的所述分布。计算机可读传输介质可在电磁载波或信号上发送编码的指令或通过声学传输介质将所述编码的指令作为声学信号来发送。此外，可按照各种编程语言通过本发明总体构思的算法构成得出处理器指令，单纯对它的研究示出本发明总体构思的各种可实现抽象。
从以上描述可知：本发明总体构思提供一种扫描设备，其能够在由扫描头产生的原始图像数据中检测歪曲区域，并使用原始图像的边界线的坐标值来校正歪曲区域。
因此，由于可在不知道扫描头与玻璃平台之间的焦距的情况下，通过使用原始图像数据来校正歪曲区域，所以通常可将所述总体构思应用于具有不同焦距的扫描设备。
此外，由于可自动校正歪曲区域，所以增加了用户的便利。
尽管已经示出和描述了本发明总体构思的若干实施例，但是本领域的技术人员将认识到：在不脱离所述总体构思的原理和精神的情况下，可对所述实施例进行各种改变，所述总体构思的范围在权利要求及其等同物中限定。

Claims (31)

1.一种扫描设备，包括：
玻璃平台，其上放置文档；
扫描头，其在玻璃平台下方平移的同时扫描文档的图像；
图像处理部件，其处理由扫描头产生的图像数据；
边界线检测部件，其检测图像的边界线；以及
控制器，如果在由边界线检测部件检测的边界线中存在歪曲线，则控制器将所述歪曲线与预定参考线进行比较，基于比较的结果计算校正因子，并控制图像处理部件基于计算的校正因子来校正边界线内的歪曲线和图像数据。
2.如权利要求1所述的扫描设备，其中，边界线检测部件基于边界线的直线部分来设置参考线。
3.如权利要求2所述的扫描设备，其中，所述控制器计算文档的图像的坐标值以及玻璃平台的图像的坐标值，并控制图像处理部件基于校正因子将歪曲线的坐标映射到参考线的坐标上。
4.如权利要求3所述的扫描设备，其中，所述校正因子具有分别根据包括歪曲线的第一边界线与相应的第二边界线之间的距离而分配的多个值。
5.如权利要求1或4所述的扫描设备，还包括：
图像形成部件，其输出图像，
其中，控制器控制图像形成部件输出由图像处理部件处理的图像。
6.一种扫描设备的图像处理方法，所述扫描设备包括：玻璃平台，其上放置文档；扫描头，其在玻璃平台下方平移的同时扫描文档的图像，所述方法包括：
检测图像的边界线；
计算边界线的坐标值并检测坐标值没有被计算的歪曲线；
将歪曲线与由边界线中的直线指示的参考线进行比较并基于比较的结果计算用于将歪曲线映射到参考线上的校正因子；以及
基于计算的校正因子来校正图像和歪曲线。
7.如权利要求6所述的图像处理方法，还包括：
将计算机指令编码到计算机可读介质上，当由处理器解码并执行所述计算机指令时，所述计算机指令执行边界线的检测、边界线的坐标值的计算和歪曲线的检测、歪曲线与参考线的比较以及图像和歪曲线的校正。
8.一种图像形成方法，包括：
提供图像数据，所述图像数据包括完全可分辨区域和变动可分辨区域；
推测完全可分辨区域跨到变动可分辨区域的图像数据中的线性关系；以及
按照所述线性关系映射变动可分辨区域中的图像数据以使其在校正图像中被校直。
9.如权利要求8所述的图像形成方法，其中，线性关系的推测包括：将完全可分辨区域的边界定位于其在变动可分辨区域的对侧的位置，并穿过变动可分辨区域来推测所述边界。
10.如权利要求9所述的图像形成方法，其中，图像数据的映射包括：
定位变动可分辨区域的边界；以及
确定完全可分辨区域中的边界与变动可分辨区域中的边界的各个位置的差。
11.如权利要求10所述的图像形成方法，其中，确定完全可分辨区域中的边界与变动可分辨区域中的边界的各个位置的差包括：
指定变动可分辨区域的边界上的多个图像数据点中的每一图像数据点的位置；
确定相对于变动可分辨区域的边界上的多个图像数据点的各个位置成直线的完全可分辨区域的边界上所述多个图像数据点的各个位置；以及
确定变动可分辨区域的边界上的图像数据点与完全可分辨区域的边界上的图像数据点的各个位置的差。
12.如权利要求11所述的图像形成方法，其中，指定变动可分辨区域的边界上的图像数据点的位置的步骤包括：
定位变动可分辨区域中的数据点，在所述数据点，变动可分辨区域的边界距离所推测的完全可分辨区域的边界最远；以及
对变动可分辨区域的边界上的多个图像数据点的位置进行插值，以沿着变动可分辨区域的边界形成彼此相连的分段线性关系。
13.如权利要求12所述的图像形成方法，其中，对变动可分辨区域的边界上的多个图像数据点的位置进行插值的步骤包括：
按照通过变动可分辨区域的边界上的已知图像数据点与完全可分辨区域的边界上的图像数据点的各个位置确定的因子，对变动可分辨区域的边界上的未知图像数据点与完全可分辨区域的边界上的图像数据点的各个位置的差进行加权。
14.如权利要求13所述的图像形成方法，其中，所述加权步骤包括：
计算包括变动可分辨区域的边界上的已知图像数据点与完全可分辨区域的边界上的图像数据点的各个位置的三角形的面积；
将所述面积与预定的面积加权因子相乘；
确定具有加权的面积的三角形的边的长度，所述三角形包括完全可分辨区域的边界上的图像数据点以及推测的变动可分辨区域的边界上的图像数据点，其中，从完全可分辨区域的边界上的图像数据点去除预定量来得到所推测的变动可分辨区域的边界；以及
从推测的变动可分辨区域中的边界按照确定的所述三角形的边的长度来计算未知数据点的位置。
15.如权利要求10所述的图像形成方法，其中，图像数据的映射步骤包括：
按照与变动可分辨区域的边界上的图像数据点和完全可分辨区域的边界上的图像数据点的各个位置的差相应的量，对与变动可分辨区域的边界上的图像数据点排成直线的图像数据的各个位置进行定标；以及
将与变动可分辨区域的边界上的图像数据点排成直线的图像数据存储在校正图像的存储器的位置中，所述位置相应于图像数据的定标的各个位置。
16.一种具有编码的计算机指令的计算机可读介质，当由处理器解码并执行所述计算机指令时，所述计算机指令执行以下处理：
接收图像数据，所述图像数据包括完全可分辨区域和变动可分辨区域；
推测完全可分辨区域跨到变动可分辨区域的图像数据中的线性关系；以及
按照所述线性关系映射变动可分辨区域中的图像数据以使其在校正图像中被校直。
17.一种图像形成设备，包括：
扫描头，具有相对于扫描平面的预定光学景深，以获得与扫描平面至少部分共面的文档的图像数据；
控制器，用于控制扫描头，使其沿着扫描平面平移以获取文档的原始图像；以及
图像处理部件，用于将从位于景深之内的同时至少部分离开扫描平面的文档的一部分获取的原始图像中的歪曲图像数据重新定位到校正图像中的新位置，所述新位置将歪曲图像数据与从与扫描平面共面的文档的所述部分获取的原始图像数据的相应聚焦数据排成直线。
18.如权利要求17所述的图像形成设备，还包括：
校正因子计算部件，用于确定将歪曲数据的各个位置定标到所述新位置的校正因子，其中，通过相应于聚焦数据的边界的参考边界的位置与歪曲数据的边界的位置的差来确定所述校正因子，所述聚焦数据具有从超出扫描头的景深的对象获取的图像数据，所述歪曲数据具有从超出扫描头的景深的对象获取的图像数据。
19.如权利要求18所述的图像形成设备，还包括：
边界线确定部件，用于确定聚焦数据的边界的位置，并推测聚焦数据跨到歪曲数据的边界作为参考边界。
20.如权利要求19所述的图像成形设备，其中，边界线确定部件包括：
边界线检测部件，用于检测聚焦数据的边界。
21.如权利要求19所述的图像成形设备，其中，边界线确定部件包括：
折叠线检测部件，用于检测歪曲数据中的折叠点，所述折叠点与位于文档距离扫描平面最远的位置上的点相应。
22.如权利要求21所述的图像成形设备，其中，折叠线检测部件将折叠点确定为距离聚焦数据的相对边界预定距离。
23.如权利要求22所述的图像成形设备，其中，所述预定距离为距离聚焦数据的相对边界的水平距离的90％。
24.如权利要求21所述的图像形成设备，其中，折叠线检测部件将折叠点确定为位于歪曲数据的边界上斜率改变符号的位置。
25.如权利要求21所述的图像形成设备，还包括：
校正区域设置部件，用于按照折叠点的位置确定歪曲数据中的区域。
26.如权利要求19所述的图像形成设备，其中，边界线确定部件包括：
歪曲线检测部件，用于确定形成歪曲数据的边界的部分线相对于其中的参考边界的歪曲程度。
27.如权利要求19所述的图像形成设备，其中，边界线确定部件包括：
分离线设置部件，用于确定歪曲数据的不可分辨部分的边界。
28.如权利要求27所述的图像形成设备，其中，分离线设置部件通过对先前通过插值确定的数据进行插值来确定不可分辨部分中的边界。
29.如权利要求28所述的图像形成设备，其中，插值包括：基于具有从先前通过插值确定的数据计算的三角形的加权面积的三角形来确定点。
30.一种图像处理器，包括：
存储部件，用于存储与限定光学景深的平面至少部分共面的文档的原始图像；以及
图像处理部件，用于将从位于景深之内的同时至少部分离开所述平面的文档的一部分获取的原始图像中的歪曲图像数据重新定位到校正图像中的新位置，所述新位置将歪曲图像数据与从与扫描平面共面的文档的所述部分获取的原始图像数据的相应聚焦数据排成直线，所述新位置通过聚焦数据的边界相对于歪曲数据的边界位置的位置来确定。
31.一种图像形成设备，包括：
控制器，用于接收扫描的文档图像；以及
用于以下操作的单元：从扫描的文档图像确定边界和折叠线，相对于中心线和折叠线来确定扫描的文档图像的校正区域，并根据歪曲距离参考线和折叠线的距离来校正扫描的文档图像的校正区域的边界线。
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