CN102843492A - 一种基于透射扫描的重叠扫描与图像分离方法 - Google Patents

一种基于透射扫描的重叠扫描与图像分离方法 Download PDF

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毛峡
马秉镇
陈立江
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Abstract

本发明提出了一种基于透射扫描的重叠扫描与图像分离的方法，具体包括下列步骤：1）通过透射扫描将重叠图像输入计算机进行处理；2）对重叠图像进行分离前的预处理以达到分离要求；3）检测经过预处理的重叠图像的灰度直方图峰值；4）由检测得到的峰值设定阈值进行重叠图像的分割，得到分离图像1和分离图像2。

Description

一种基于透射扫描的重叠扫描与图像分离方法
（一）技术领域
本发明涉及一种扫描仪的新应用方式，属于图像处理领域。它提出了一种新的扫描方式，从而为进一步提高扫描效率带来可能。 
（二）背景技术
现在市场上的扫描仪按功能可分为：高速扫描仪，平板扫描仪，大幅面扫描仪和便携扫描仪。按扫描仪的工作原理可分为反射式扫描仪和透射式扫描仪。扫描速度依型号的不同约在1-3毫秒/线（300dpi）。发展到如今，已经有许多扫描仪都支持双面文档的扫描。 
双面文档扫描有两种方式：第一种是在通过两个CCD(Charge-Coupled Device，电荷耦合元件)同时获取扫描图像，第二种则是以机械滚动的方式将文档翻面再扫描，并且两种方法都应用反射式扫描原理。本发明旨在提出与现有两种双面文档扫描方法不同的一种新方法，通过一个CCD，并以非机械翻面的方式进行双面文档扫描，乃至进行两张重叠文档的一次性重叠扫描，应用透射式扫描原理，使扫描速度有更大的提升空间，并在现有技术范围内尽量降低生产的成本。 
与重叠扫描较为相关的应用是在医学的CT扫描上。CT扫描中，人们利用计算机技术对被测物体断层扫描图像进行重建获得三维断层图像。该扫描方式是通过单一轴面的射线穿透被测物体，根据被测物体各部分对射线的吸收与透过率不同，由计算机采集透过射线并通过三维重构成像。 
（三）发明内容
本发明提出了一种基于透射扫描的重叠扫描与图像分离的方法，该方法具体步骤如下： 
步骤一：通过透射扫描将重叠图像输入计算机进行处理； 
步骤二：对重叠图像进行分离前的预处理以达到分离要求； 
步骤三：检测经过预处理的重叠图像的灰度直方图峰值； 
步骤四：由检测得到的峰值设定阈值进行重叠图像的分割，得到分离图像1和分离图像2。 
在步骤一中，扫描时须将透射式扫描光源和反射式扫描光源同时打开进行扫描。重叠图像须为单一灰度值的单页正反面或两页单面纸张，且纸张厚度不能超过普通70克A4打印纸。 
在步骤二中，预处理过程包括重叠图像色阶曲线的调整，重叠图像的均值漂移滤波。达到分离的要求为：相邻的不同颜色区域有较明显的边界，且灰度值至少相差40（0为黑色，255为白色）。 
在步骤四中，图像分割过程为： 
1）设步骤三中检测的三个灰度峰值从小到大依次为x1、x2、x3； 
2）计算得到x1、x2的中值y1=(x1+x2)/2，x2、x3的中值y2=(x2+x3)/2； 
3）在经过预处理的重叠图像中，对于灰度值位于(y1，y2)区间的区域，在分离图像1的相同位置赋值为0（黑色）；对于灰度值位于(y2，245)区间的区域，在分离图像2的相同位置赋值为0；对于灰度值位于(0，y1)区间的区域，分别在分离图像1和分离图像2的相同位置赋值为0；最后在分离图像1和分离图像2中剩余未赋值的区域均赋值为255（白色）。 
（四）附图说明
图1重叠扫描与图像分离流程图 
图2重叠扫描装置示意图 
图3实际经预处理之后的图像效果图 
图4实际局部分离图像 
（五）具体实施方式
本发明提出了一种通过一个CCD，并以非机械翻面的方式进行双面文档扫描，乃至进行两张重叠文档的一次性重叠扫描的方法，应用透射式扫描原理，使扫描速度有更大的提升空间，并在现有技术范围内尽量降低生产的成本。 
为了更清晰的阐述本发明的目的、技术方案及优点，以下结合附图，以实例做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。具体实施方式见图1重叠扫描和图像分离流程图，主要步骤如下： 
步骤一：通过透射扫描将重叠图像输入计算机进行处理。 
扫描时须将透射式扫描光源和反射式扫描光源同时打开进行扫描。具体装置以及过程见图2重叠扫描装置示意图。重叠图像须为单一灰度值的单页正反面或两页单面纸张，且纸张厚度不能超过普通70克A4打印纸。 
步骤二：对重叠图像进行分离前的预处理以达到分离要求。 
预处理过程包括重叠图像色阶曲线的调整，重叠图像的均值漂移滤波。调整色阶曲线后背景变为白色，继而进行参数分别为spatialRadius=3，colorRadius=40，max_level=3的均值漂移滤波，具体函数功能及参数设置见OpenCV中cvPyrMeanShiftFiltering()函数。预处理后的重叠图像见图3实际经预处理之后的图像效果图。 
步骤三：检测经过预处理的重叠图像的灰度直方图峰值。 
通过CvHistogram获得预处理后图像的灰度直方图，存于数组中；通过对数组成员的遍历与比较获取灰度直方图的3个峰值，即三个极大值点。 
步骤四：由检测得到的峰值设定阈值进行重叠图像的分割，得到分离图像1和分离图像2。 
1）检测的三个灰度峰值从小到大依次为x1=80、x2=160、x3=200； 
2）计算得到x1、x2的中值y1=(x1+x2)/2=120，x2、x3的中值y2=(x2+x3)/2=180； 
3）在经过预处理的重叠图像中，对于灰度值位于(120，180)区间的区域，在分离图像1的相同位置赋值为0（黑色）；对于灰度值位于(180，245)区间的区域，在分离图像2的相同位置赋值为0；对于灰度值位于(0，120)区间的区域，分别在分离图像1和分离图像2的相同位置赋值为0；最后在分离图像1和分离图像2中剩余未赋值的区域均赋值为255（白色）。 
分离后的局部图像见图4实际局部分离图像。 

Claims (7)

1.本发明提出了一种基于透射扫描的重叠扫描与图像分离的方法，该方法具体步骤如下：
步骤一：通过透射扫描将重叠图像输入计算机进行处理；
步骤二：对重叠图像进行分离前的预处理以达到分离要求；
步骤三：检测经过预处理的重叠图像的灰度直方图峰值；
步骤四：由检测得到的峰值设定阈值进行重叠图像的分割，得到分离图像1和分离图像2。
2.根据权利要求1所述的方法，其步骤一的主要特征在于，扫描时须将透射式扫描光源和反射式扫描光源同时打开进行扫描。
3.根据权利要求1所述的方法，其步骤一的主要特征在于，重叠图像须为单一灰度值的单页正反面或两页单面纸张，且纸张厚度不能超过普通70克A4打印纸。
4.根据权利要求1所述的方法，其步骤二的主要特征在于，预处理过程包括重叠图像色阶曲线的调整和重叠图像的均值漂移滤波。
5.根据权利要求1所述的方法，其步骤二的主要特征在于，达到分离的要求为：相邻的不同颜色区域有较明显的边界，且灰度值至少相差40（0为黑色，255为白色）。
6.根据权利要求1所述的方法，其步骤四的主要特征在于，图像分割过程为：
1）设步骤三中检测的三个灰度峰值从小到大依次为x1、x2、x3；
2）计算得到x1、x2的中值y1=(x1+x2)/2，x2、x3的中值y2=(x2+x3)/2；
3）在经过预处理的重叠图像中，对于灰度值位于(y1，y2)区间的区域，在分离图像1的相同位置赋值为0（黑色）；对于灰度值位于(y2，245)区间的区域，在分离图像2的相同位置赋值为0；对于灰度值位于(0，y1)区间的区域，分别在分离图像1和分离图像2的相同位置赋值为0；最后在分离图像1和分离图像2中剩余未赋值的区域均赋值为255（白色）。
7.根据权利要求1所述的方法，其步骤四的主要特征在于，对于得到的分离图像1和分离图像2可通过先进行开运算后进行闭运算进行优化。 
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CN1400807A (zh) * 2001-07-26 2003-03-05 佳能株式会社 图象处理方法和设备,图象处理系统以及存储介质
CN101236607A (zh) * 2008-03-03 2008-08-06 哈尔滨工程大学 一种用于灰度图像快速多阈值分割的方法

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张莉珍: "盲分离算法在扫描图像处理中的应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

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