CN101557451B - 获得扫描图像的方法和扫描装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种获得扫描图像的方法及其实现系统和扫描装置，所述方法包括：移动前，根据两个光学定位模块的坐标及其与接触式光电传感组件CIS之间的位置关系，获得CIS两端点坐标；获得CIS上任意一个像素点的坐标；将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值填充到预置缓冲区内；移动后，根据两个光学定位模块在x轴方向和y轴方向的偏移量，获得两个光学定位模块的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标；重复执行上述步骤，直至CIS在被扫描物件上全部移动完，预置缓冲区获得完整的扫描图像。本发明所述获得扫描图像的方法和扫描装置，实现了对非固定幅面的、扫描轨迹不按直线行走的被扫描物体的扫描。

Description

获得扫描图像的方法和扫描装置 
技术领域
本发明涉及图文扫描技术领域，尤其涉及一种获得扫描图像的方法和扫描装置。 
背景技术
扫描仪分为台式扫描仪和馈纸式扫描仪两种。其扫描原理均为通过CIS(Contact Image Sensor，接触式光电传感组件)将内部光源照射到扫描原稿上，CIS对扫描原稿的反射光感光后，将光信号转变为电信号，再经AD转换电路将电信号转变为数字信号传输给上位机，进而完成整个扫描过程。 
台式扫描仪只能够对固定幅面进行扫描，馈纸式扫描仪能够对不同幅面进行扫描，然而，它们在扫描过程中要求CIS必须直线通过被扫描物，或者说被扫描物必须直线通过CIS。这对于非固定幅面的、扫描轨迹不能按直线行走的被扫描物体来说，不适用。 
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种获得扫描图像的方法和扫描装置，以实现对非固定幅面的、扫描轨迹不按直线行走的被扫描物体的扫描。 
于是，本发明提供了一种获得扫描图像的方法，该方法包括： 
步骤1，扫描装置移动前，根据两个光学定位模块的坐标(x00，y00)，(x01，y01)及其与接触式光电传感组件CIS之间的位置关系，获得CIS两端点坐标(x1，y1)，(xN，yN)； 
步骤2，获得CIS上任意一个像素点的坐标(xn，yn)； 
步骤3，将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值按照其对应的坐标(xn，yn)填充到预置缓冲区内； 
步骤4，扫描装置移动后，根据两个光学定位模块在x轴方向和y轴方向的偏移量，将偏移量叠加，获得两个光学定位模块的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标(x00，y00)，(x01，y01)； 
步骤5，重复执行步骤1至步骤4，直至CIS在被扫描物件上全部移动完，预置缓冲区获得完整的扫描图像。 
其中，步骤2后，还包括步骤2′：对像素点对应的灰度值或者彩色值进行灰度校正。 
所述灰度校正包括： 
对纯白模板和纯黑模板进行扫描，获得CIS上任意一个像素点对纯白模板和纯黑模板的灰度值或者彩色值响应值； 
以所述响应值为标准，获得对每一像素点的校正系数，实现对灰度值或彩色值响应值的校正。 
其中，步骤3后，还包括步骤3′：将填充到缓冲区内的填充图像进行实时显示。 
本发明还提供了一种扫描装置，包括： 
第一光学定位模块和第二光学定位模块，用于确定本体移动的坐标值和角度； 
接触式光电传感组件CIS，与所述两个光学定位模块连线相对，用于扫描图像； 
第一坐标获得单元，用于根据两个光学定位模块的坐标(x00，y00)，(x01，y01)及其与CIS之间的位置关系，获得CIS两端点坐标(x1，y1)，(xN，yN)； 
第二坐标获得单元，用于根据CIS两端点的坐标，获得CIS上任意一个像素点在全局坐标系下的坐标(xn，yn)； 
发送单元，用于将扫描装置获得的数据发送给与扫描装置连接的上位机。 
其中，还包括：灰度校正单元，用于对CIS上任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值进行灰度校正，获得CIS上任意一个像素点对纯白模板和纯黑模 板的灰度值或者彩色值响应值，并以所述响应值为标准，获得对每一像素点的校正系数，以实现对灰度值或彩色值响应值的校正。 
或者，还包括：填充单元，用于将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值，按照第二坐标获得单元获得的任意一个像素点的坐标(xn，yn)填充到预置缓冲区内，填充图像由所述发送单元实时发送给该与扫描装置连接的上位机。 
或者，还包括：坐标转换单元，用于根据两个光学定位模块移动后在x轴方向和y轴方向的偏移量，将偏移量叠加，获得两个光学定位模块的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标(x00，y00)，(x01，y01)输出给第一坐标获得单元。 
本发明还提供了一种扫描装置，包括： 
第一光学定位模块和第二光学定位模块，用于确定本体移动的坐标值和角度； 
接触式光电传感组件CIS，与所述两个光学定位模块连线相对，用于扫描图像； 
第一坐标获得单元，用于根据两个光学定位模块移动前坐标(x00，y00)，(x01，y01)及其与CIS之间的位置关系，获得CIS两端点坐标(x1，y1)，(xN，yN)； 
第二坐标获得单元，用于根据CIS两端点的坐标，获得CIS上任意一个像素点在全局坐标系下的坐标(xn，yn)； 
填充单元，用于将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值，按照第二坐标获得单元获得的任意一个像素点的坐标(xn，yn)填充到预置缓冲区内； 
显示单元，用于根据填充单元获得的填充图像，实时显示； 
坐标转换单元，用于根据两个光学定位模块移动后在x轴方向和y轴方向的偏移量，将偏移量叠加，获得两个光学定位模块的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标(x00，y00)，(x01，y01)输出给第一坐标获得单元。 
其中，还包括：灰度校正单元，用于对CIS上任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值进行灰度校正，获得CIS上任意一个像素点对纯白模板和纯黑模 板的灰度值或者彩色值响应值，并以所述响应值为标准，获得对每一像素点的校正系数，以实现对灰度值或彩色值响应值的校正。 
本发明实施例所述获得扫描图像的方法及其实现系统和扫描装置，通过获得CIS上任意一个像素点的坐标，并按照该坐标将像素点对应的灰度值或者彩色值填充到预置缓冲区内，获得填充图像，当CIS在被扫描物上完全移动完后，预置缓冲区就获得了完整的扫描图像。可见，该扫描图像获得方法及其实现系统和完成该方法的扫描装置，实现了对非固定幅面的、扫描轨迹不按直线行走的被扫描物体的扫描。 
进一步，通过对CIS上任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值进行灰度校正，及时矫正了由于CIS上任意一个像素点对同一灰度值或者彩色值的响应是不一样的而引起的灰度误差。 
 附图说明
图1为本发明实施例所述扫描装置中部分器件的几何位置关系示意图； 
图2为本发明实施例所述CIS在在全局坐标系下的坐标示意图； 
图3为本发明实施例所述获得扫描图像的方法流程示意图； 
图4为本发明实施例所述获得扫描图像的实现系统结构框图； 
图5为本发明实施例所述扫描装置实施例一的扫描装置结构框图。 
 具体实施方式
下面，结合附图对本发明进行详细描述。 
为了获得对非固定幅面的、扫描轨迹不按直线行走的被扫描物体的扫描，本实施例提供了一种获得扫描图像的方法及其实现系统和扫描装置。 
如图1、图2所示，扫描装置上设置有第一光学定位模块和第二光学模块、以及与两个光学定位模块的连线相对设置的CIS，本实施例中CIS与两个光学定位模块的连线平行设置。这里，第一光学定位模块和第二光学定位模块与CIS位置之间也可以不平行设置，只需要知道设备上它们之间的固定几何位置关系，就可通过两个光学定位模块的坐标求出CIS上每一像素点的坐标。由于该计算对于本领域技术人员来说很容易实现，因此，在此不做详细描述。 
其中，第一光学定位模块(ONS，Optics Navigation Sensor，光学定位模块)ONS1和第二光学定位模块ONS2之间的连线距离始终为常数D。 
假设(x00，y00)，(x01，y01)分别是第一光学定位模块和第二光学定位模块的坐标，(x1，y1)，(xN，yN)分别是CIS两端点的坐标，L1和L2分别是第一光学定位模块到CIS最近一端的连线长度和第二光学定位模块到CIS另一端的连线长度，a1和a2分别是第一光学定位模块与CIS连线的夹角和第二光学定位模块与CIS连线的夹角，即L1与CIS的夹角和L2与CIS的夹角，根据所述各部件之间的几何位置关系，很容易得出CIS两端点的坐标(x1，y1)，(xN，yN)。 
根据CIS两端点的坐标(x1，y1)，(xN，yN)，本领域技术人员很容易得出本CIS上任意一个像素点坐标值。 
得到CIS上所有点的坐标后，将CIS上任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值按照所述坐标依次填入预置缓冲区内，反复执行此过程，最终将所有扫描的区域内像素点的灰度值或者彩色值填充到缓冲区内。 
扫描装置移动后，根据两个光学定位模块在x轴方向和y轴方向的偏移量，将偏移量叠加，获得两个光学定位模块的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标(x00，y00)，(x01，y01)。 
可见，在扫描过程中，CIS的每一次移动，ONS的坐标都可以通过上述方法得出，进而再得出CIS上任意一个像素点的坐标(x1，y1)，(xN，yN)，并将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值按照其对应的坐标(xn，yn)填充到预置缓冲区内，扫描结束后，即CIS在被扫描物件上全部移动完，预置缓冲区获得了完整的扫描图像。 
在CIS扫描过程中，由于CIS上任意一个像素点对同一灰度值或者彩色值的响应是不一样的，因此，可以对灰度值或者彩色值进行校正，该校正方法为： 
使用CIS对纯白的模板和纯黑的模板进行扫描，得到任意一个像素点对白模板和黑模板的灰度值或者彩色值响应值，并以所述响应值为标准，获得对每一像素点的校正系数，以实现对灰度值或彩色值响应值的校正。 
对于RGB三色CIS的校正也可以使用上述方法，即分别对每一种颜色的灰度值或者彩色值进行校正。 
在将灰度值或者彩色值填充到缓冲区后，还可以对填充过的缓冲区图像进行必要的亮度、对比度校正，之后由应用程序将缓冲区的填充图像实时的显示出来。 
等扫描全部完成后，还可以为用户提供可以旋转和剪切的按钮，用来调整扫描图像；也可以提供图片存储、打印、缩放等服务。这些服务都是本领域公知技术，在次不再重复描述。 
上位机，可以是计算机、掌上宝、或者手机。 
综上所述，如图3所示，本实施例提供的获得扫描图像的方法，该方法包括： 
步骤101，扫描装置移动前，根据两个光学定位模块的坐标(x00，y00)，(x00，y01)及其与接触式光电传感组件CIS之间的位置关系，获得CIS两端点坐标(x1，y1)，(xN，yN)； 
步骤102，根据步骤1中CIS两端点的坐标(x1，y1)，(xN，yN)获得CIS上任意一个像素点的坐标(xn，yn)； 
步骤103，对像素点对应的灰度值或者彩色值进行灰度校正； 
步骤104，将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值按照其对应的坐标(xn，yn)填充到预置缓冲区内； 
步骤105，将填充到缓冲区内的填充图像进行实时显示； 
步骤106，扫描装置移动后，根据两个光学定位模块在x轴方向和y轴方向的偏移量，将偏移量叠加，获得两个光学定位模块的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标(x00，y00)，(x01，y01)； 
步骤107，重复执行步骤101至步骤106，直至CIS在被扫描物件上全部移动完，预置缓冲区获得完整的扫描图像。 
在获得了完整的扫描图像后，若发现还有遗漏的扫描点，因此，还可以对缓冲区内的扫描图像进行修正，重复执行步骤101～步骤106。 
为了对缓冲区内填充的图像进行亮度、对比度校正，在步骤104之后，还可以包括：对填充的图像进行亮度、对比度的校正。该校正方法为本领域公知技术，在次不再重复描述。 
如图4所示，本实施例还提供了一种获得扫描图像的实现系统，用于完成上述获得扫描图像的方法。该系统包括： 
第一光学定位模块21和第二光学定位模块22，其连线距离始终为常数D，用于确定本体移动的坐标值和角度； 
CIS接触式光电传感组件23，与所述两个光学定位模块21和22的连线相对，用于扫描图像，本实施例中，CIS接触式光电传感组件23和两个光学定位模块21和22的连线平行； 
第一坐标获得单元24，用于根据两个光学定位模块的坐标(x00，y00)，(x01，y01)及其与CIS之间的位置关系，获得CIS两端点坐标(x1，y1)，(xN，yN)； 
第二坐标获得单元25，用于根据CIS两端点的坐标，获得CIS上任意一个像素点的坐标(xn，yn)； 
灰度校正单元26，用于对CIS上任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值进行灰度校正，获得CIS上任意一个像素点对纯白模板和纯黑模板的灰度值或者彩色值响应值，并以所述响应值为标准，获得对每一像素点的校正系数，以实现对灰度值或彩色值响应值的校正； 
填充单元27，用于将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值，按照第二坐标获得单元获得的任意一个像素点的坐标(xn，yn)填充到预置缓冲区内； 
显示单元28，用于根据填充单元获得的填充图像，实时显示； 
坐标转换单元29，用于根据两个光学定位模块移动后在x轴方向和y轴方向的偏移量，将偏移量叠加，获得两个光学定位模块的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标(x00，y00)，(x01，y01)输出给第一坐标获得单元24。 
根据第一光学定位模块21、第二光学定位模块22和CIS接触式光电传感组件23之间的位置关系，由第一坐标获得单元24获得CIS上两个端点的坐标(x00，y00)，(x01，y01)，之后，由第二坐标获得单元获得CIS上任意一个像素点的坐标(xn，yn)。灰度校正单元26对任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值进行灰度校正后，由填充单元27将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值按照其对应的坐标(xn，yn)填充到预置缓冲区内，再由显示单元28将填充到缓冲区内的图像进行实时显示。坐标转换单元29获得两个光学定位模块在每次移动前的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标(x00，y00)，(x01，y01)。 
在所述获得扫描图像的实现系统中，可以将两个光学定位模块21和22、CIS接触式光电传感组件23和第一坐标获得单元24置于扫描装置内，将第二坐标获得单元25、坐标转换单元29、灰度校正单元26、填充单元27和显示单元28置于与扫描装置连接的上位机内。 
由于普通光电鼠标包含一用于确定鼠标本体移动坐标和角度的光学定位模块，因此，本实施例中所述扫描装置可以兼作鼠标用，即在鼠标上设置一扫描装置和普通光电鼠标的转换开关，当该鼠标用于扫描时，按动转换开关，启动扫描装置，当该鼠标用于普通光电鼠标使用时，按动转换开关，启动普通光电鼠标功能。 
作为可选项，也可以将两个光学定位模块21和22、CIS接触式光电传感组件23、第一坐标获得单元24、第二坐标获得单元25和灰度校正单元26置于扫描装置内，将坐标转换单元29、填充单元27和显示单元28置于与扫描装置连接的上位机内。 
作为可选项，也可以将两个光学定位模块21和22、CIS接触式光电传感组件23、第一坐标获得单元24、第二坐标获得单元25、灰度校正单元26和坐标转换单元29置于扫描装置内，将填充单元27和显示单元28置于与扫描装置连接的上位机内。 
作为可选项，也可以将两个光学定位模块21和22、CIS接触式光电传感组件23、第一坐标获得单元24、第二坐标获得单元25、灰度校正单元26、坐标转换单元29和填充单元27置于扫描装置内，将显示单元28置于与扫描装置连接的上位机内。 
基于上述获得扫描图像的方法及其实现系统，本实施例还提供了扫描装置的两个实施例。 
实施例一 
如图5所示，本实施例提供的扫描装置与上位机连接，一并完成扫描功能。 
该装置包括：第一光学定位模块21、第二光学定位模块22、CIS接触式光电传感组件23、第一坐标获得单元24和与扫描装置连接的发送单元30。 
扫描装置根据第一光学定位模块21、第二光学定位模块22和CIS接触式光电传感组件23之间的位置关系，由第一坐标获得单元24获得CIS上两个端点的坐标(x00，y00)，(x01，y01)，由发送单元30将所述CIS两个端点的坐标值发送给与该扫描装置连接的上位机。 
作为可选项，所述扫描装置也可以包括：第二坐标获得单元25，用于根据CIS两端点的坐标，获得CIS上任意一个像素点在每次移动前坐标系下的坐标(xn，yn)，并由发送单元30将获得的坐标数据发送给与扫描装置连接的上位机。 
在CIS扫描过程中，由于CIS上任意一个像素点对同一灰度值或者彩色值的响应是不一样的，因此，可以对灰度值或者彩色值进行校正，因此，所述扫描装置还可以包括：灰度校正单元26。 
进一步，所述扫描装置还可以包括：填充单元27。 
进一步，所述扫描装置还可以包括：坐标转换单元29。 
填充单元27将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值按照其对应的坐标(xn，yn)，填充到预置缓冲区内，再由发送单元30将填充到缓冲区内的图像实时发送给与之连接的上位机，由上位机进行实时显示。 
扫描过程中，每次移动后，由坐标转换单元29获得两个光学定位模块在每次移动后坐标系下的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标(x00，y00)，(x01，y01)发送给第一坐标获得单元24。 
实施例二 
本实施例提供的扫描装置不与上位机连接，由扫描装置本身完成所有扫描功能。因此，该装置与上述获得扫描图像的系统基本一致，在此不再重复描述。 
综上所述，本实施例所述获得扫描图像的方法及其实现系统和扫描装置，通过获得CIS上任意一个像素点的坐标，并按照该坐标将像素点对应的灰度值或者彩色值填充到预置缓冲区内，获得填充图像，当CIS在被扫描物上完全移动完后，预置缓冲区就获得了完整的扫描图像。可见，该扫描图像获得方法及其实现系统和完成该方法的扫描装置，实现了对非固定幅面的、扫描轨迹不按直线行走的被扫描物体的扫描。 
进一步，通过对CIS上任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值进行灰度校正，及时矫正了由于CIS上任意一个像素点对同一灰度值或者彩色值的响应是不一样的而引起的灰度误差。 
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种获得扫描图像的方法，其特征在于，包括：
步骤1，扫描装置移动前，根据两个光学定位模块的坐标(x00，y00)，(x01，y01)及其与接触式光电传感组件CIS之间的位置关系，获得CIS两端点坐标(x1，y1)，(xN，yN)；
步骤2，获得CIS上任意一个像素点的坐标(xn，yn)；
步骤3，将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值按照其对应的坐标(xn，yn)填充到预置缓冲区内；
步骤4，扫描装置移动后，根据两个光学定位模块在x轴方向和y轴方向的偏移量，将偏移量叠加，获得两个光学定位模块的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标(x00，y00)，(x01，y01)；
步骤5，重复执行步骤1至步骤4，直至CIS在被扫描物件上全部移动完，预置缓冲区获得完整的扫描图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2后，还包括步骤2′：对像素点对应的灰度值或者彩色值进行灰度校正。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述灰度校正包括：
对纯白模板和纯黑模板进行扫描，获得CIS上任意一个像素点对纯白模板和纯黑模板的灰度值或者彩色值响应值；
以所述响应值为标准，获得对每一像素点的校正系数，实现对灰度值或彩色值响应值的校正。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3后，还包括步骤3′：将填充到缓冲区内的填充图像进行实时显示。
5.一种扫描装置，其特征在于，包括：
第一光学定位模块和第二光学定位模块，用于确定本体移动的坐标值和角度；
接触式光电传感组件CIS，与所述两个光学定位模块连线相对，用于扫描 图像；
第一坐标获得单元，用于根据两个光学定位模块的坐标(x00，y00)，(x01，y01)及其与CIS之间的位置关系，获得CIS两端点坐标(x1，y1)，(xN，yN)；
第二坐标获得单元，用于根据CIS两端点的坐标，获得CIS上任意一个像素点在全局坐标系下的坐标(xn，yn)；
发送单元，用于将扫描装置获得的数据发送给与扫描装置连接的上位机。
6.根据权利要求5所述的扫描装置，其特征在于，还包括：
灰度校正单元，用于对CIS上任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值进行灰度校正，获得CIS上任意一个像素点对纯白模板和纯黑模板的灰度值或者彩色值响应值，并以所述响应值为标准，获得对每一像素点的校正系数，以实现对灰度值或彩色值响应值的校正。
7.根据权利要求5或者6所述的扫描装置，其特征在于，还包括：
填充单元，用于将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值，按照第二坐标获得单元获得的任意一个像素点的坐标(xn，yn)填充到预置缓冲区内，填充图像由所述发送单元实时发送给该与扫描装置连接的上位机。
8.根据权利要求5所述的扫描装置，其特征在于，还包括：
坐标转换单元，用于根据两个光学定位模块移动后在x轴方向和y轴方向的偏移量，将偏移量叠加，获得两个光学定位模块的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标(x00，y00)，(x01，y01)输出给第一坐标获得单元。
9.一种扫描装置，其特征在于，包括：
第一光学定位模块和第二光学定位模块，用于确定本体移动的坐标值和角度；
接触式光电传感组件CIS，与所述两个光学定位模块连线相对，用于扫描图像；
第一坐标获得单元，用于根据两个光学定位模块移动前坐标 (x00，y00)，(x01，y01)及其与CIS之间的位置关系，获得CIS两端点坐标(x1，y1)，(xN，yN)
第二坐标获得单元，用于根据CIS两端点的坐标，获得CIS上任意一个像素点在全局坐标系下的坐标(xn，yn)；
填充单元，用于将任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值，按照第二坐标获得单元获得的任意一个像素点的坐标(xn，yn)填充到预置缓冲区内；
显示单元，用于根据填充单元获得的填充图像，实时显示；
坐标转换单元，用于根据两个光学定位模块移动后在x轴方向和y轴方向的偏移量，将偏移量叠加，获得两个光学定位模块的坐标值，并将其作为下一次移动前的坐标(x00，y00)，(x01，y01)输出给第一坐标获得单元。
10.根据权利要求9所述的扫描装置，其特征在于，还包括：
灰度校正单元，用于对CIS上任意一个像素点对应的灰度值或者彩色值进行灰度校正，获得CIS上任意一个像素点对纯白模板和纯黑模板的灰度值或者彩色值响应值，并以所述响应值为标准，获得对每一像素点的校正系数，以实现对灰度值或彩色响应值的校正。 
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