CN103414838B - 图像扫描装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像扫描装置及其控制方法。其中，图像扫描装置：承接件，用于承接纸质票据；光源；透镜，入光侧与承接件对应设置，用于接收纸质票据在光源照射下的反射光或透射光，以及接收光源的发射光；第一转换器，设置在透镜的出光侧，用于将来自透镜的光信号转换为电信号；以及控制器，与光源和第一转换器均相连接，用于控制光源的发光时间，并在光源发光过程中对电信号进行采集，以及在光源停止发光预设时间后再次对电信号进行采集。通过本发明，解决了现有技术中对纸质票据扫描精度低的问题，进而达到了提高纸质票据鉴别精度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理领域，具体而言，涉及一种图像扫描装置及其控制方法。
背景技术
近年来，像点钞机，验钞机，自动存取款机等处理纸币和票据或者各种有价证券的自动设备广为普及，在这些设备中都有对纸币等纸质票据类的真假进行鉴别的扫描装置。
这些扫描装置通过检测反射图像或者透射图像来鉴别纸质票据的真假。例如有通过扫描紫外光源、红外光源等激发的二次光的方式检测真伪。所谓的二次光，是指因照射光照射油墨及用纸被激发而产生的荧光、磷光发光、红外发光等。
但是，全球各国的纸质票据防伪技术各种各样，纸质票据上的各种油墨对不同的光有不同的反应。图1是现有技术中图像扫描装置的采样时序图，如图1所示，红光、绿光、蓝光顺序点亮，采样时逐行采样。图2是现有技术中透射扫描方式的采样时序图，透射扫描方式的扫描原理为：透射光源发出的光，透过原稿（纸质票据），经透镜汇聚于光敏传感器上。图3是按照图2中的采样时序获取到的光亮度的示意图，本申请的发明人发现：透射扫描方式中，在没有原稿经过的区域，由于透射光源直接照射透镜，光敏传感器会因为光源直射出现输出饱和，从而产生残像，造成对纸质票据的扫描精度降低。图4是光敏传感器由于输出饱和而产生的残像的示意图，如图4所示，对原稿扫描出现了失真区域S1，该失真区域S1的灰度等级的理想值应为0，但是由于输出饱和，失真区域S1的实际灰度等级大于0。图5是现有技术中反射扫描方式的采样时序图，反射扫描方式的扫描原理为：反射光源发出的紫外光照射在原稿上，激发出二次光，二次光经过透镜汇聚于光敏传感器上。图6是按照图5中的采样时序获取到的光亮度的示意图，本申请的发明人发现：反射扫描方式中，紫外光源照射在某些纸质票据上会产生磷光，这种磷光发光会持续很长时间才消失，磷光余辉对其它颜色产生干扰，同样会造成对纸质票据的扫描精度降低。并且反射扫描方案中，还存在激发二次光亮度较弱的问题，按照现有的逐行采样和白样张（OD值0.1以下）补正方法，扫描出的二次光图像对比度差，扫描图像不清晰，将无法准确的获得纸质票据的防伪图像，从而影响纸质票据的真假鉴别。图7中示出了按照图5中的采样时序扫描出的图像的示意图，图7中防伪图像S2的灰度等级的理想值应为255，但是由于扫描出的二次光图像对比度差，防伪图像S2的实际灰度等级小于255。
针对相关技术中对纸质票据扫描精度低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种图像扫描装置及其控制方法，以解决现有技术中对纸质票据扫描精度低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种图像扫描装置，包括：承接件，用于承接纸质票据；光源；透镜，入光侧与承接件对应设置，用于接收纸质票据在光源照射下的反射光或透射光，以及接收光源的发射光；第一转换器，设置在透镜的出光侧，用于将来自透镜的光信号转换为电信号；以及控制器，与光源和第一转换器均相连接，用于控制光源的发光时间，并在光源发光过程中对电信号进行采集，以及在光源停止发光预设时间后再次对电信号进行采集。
进一步地，光源包括：第一光源，设置在承接件的第一侧，第一光源为用于产生紫外光的光源；以及第二光源，设置在承接件的第二侧，第二侧为与第一侧相对的一侧。
进一步地，控制器包括：开关部，与光源相连接；第二转换器，与第一转换器相连接，用于将电信号转换为数字信号；以及处理器，与开关部和第二转换器均相连接，其中，处理器通过控制开关部的导通和断开时间控制光源的发光时间。
进一步地，开关部包括场效应管，场效应管的控制端与处理器相连接，场效应管的源极和漏极设置在光源的供电回路中。
进一步地，图像扫描装置还包括：成像单元，与控制器相连接，其中，控制器还用于将与电信号对应的灰度值发送至成像单元以得到扫描图像。
进一步地，承接件还用于承接纸质样张，控制器还用于在承接件承接纸质样张的情况下，对电信号进行采集，得到参考电压，并以参考电压对图像扫描装置进行补正。
进一步地，纸质样张的光密度值大于或等于0.1。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种图像扫描装置的控制方法，图像扫描装置包括光源、承接件、透镜和第一转换器，其中，透镜的入光侧与承接件对应设置，第一转换器设置在透镜的出光侧，用于将来自透镜的光信号转换为电信号，控制方法包括：在承接件承接纸质票据的情况下，控制光源发光，并在光源发光过程中采集电信号；控制光源停止发光；以及在光源停止发光预设时间后再次对电信号进行采集。
进一步地，在在承接件承接纸质票据的情况下，控制光源发光，并在光源发光过程中采用电信号之前，控制方法还包括：在承接件承接纸质样张的情况下，控制光源发光，并在光源发光过程中采集电信号，得到参考电压，其中，纸质样张的光密度值大于或等于0.1；以及以参考电压对图像扫描装置进行补正。
进一步地，在在光源停止发光预设时间后再次对电信号进行采集之后，控制方法还包括：查找与电信号对应的灰度值；以及按照查找到的灰度值成像，得到扫描图像。
本发明采用包括以下结构的图像扫描装置：承接件，用于承接纸质票据；光源；透镜，入光侧与承接件对应设置，用于接收纸质票据在光源照射下的反射光或透射光，以及接收光源的发射光；第一转换器，设置在透镜的出光侧，用于将来自透镜的光信号转换为电信号；以及控制器，与光源和第一转换器均相连接，用于控制光源的发光时间，并在光源发光过程中对电信号进行采集，以及在光源停止发光预设时间后再次对电信号进行采集。通过设置控制器，该控制器能够控制光源的发光时间，并且能够在光源发光过程中和光源停止发光一段时间后进行电信号采集，此种非连续采集电信号的方式，避免了光源直射和余辉所带来的干扰，解决了现有技术中对纸质票据扫描精度低的问题，进而达到了提高纸质票据鉴别精度的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据现有技术的图像扫描装置的采样时序图；
图2是现有技术中透射扫描方式的采样时序图；
图3是按照图2中的采样时序获取到的光亮度的示意图；
图4是光敏传感器由于输出饱和而产生的残像的示意图；
图5是现有技术中反射扫描方式的采样时序图；
图6是按照图5中的采样时序获取到的光亮度的示意图；
图7中示出了按照图5中的采样时序扫描出的图像的示意图；
图8是根据本发明实施例的图像扫描装置的示意图；
图9是根据本发明实施例的图像扫描装置反射扫描时隔行采样的第一时序图；
图10是根据本发明实施例的图像扫描装置反射扫描时隔行采样的第二时序图；
图11是根据本发明实施例的图像扫描装置透射扫描时隔行采样的第一时序图；
图12是根据本发明实施例的图像扫描装置透射扫描时隔行采样的第二时序图；
图13a是现有技术中的图像扫描装置对紫外光用白样张补正的说明图；
图13b是本发明实施例的图像扫描装置对紫外光用灰度样张补正的说明图；
图14中示出了按照图13b中的补正方式扫描出的图像的示意图；以及
图15是根据本发明实施例的图像扫描装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例提供了一种图像扫描装置，以下对本发明实施例所提供的图像扫描装置进行具体介绍：
图8是根据本发明实施例的图像扫描装置的示意图，如图8所示，该实施例的图像扫描装置包括控制器10、光源11、透镜12、第一转换器13和承接件14，具体地：
承接件14用于承接纸质票据，光源11包括第一光源11a和第二光源11b，第一光源11a设置在承接件14的一侧，第二光源11b设置在承接件14的另一侧，一个为透射光源，纸质票据在透射光源的照射下，产生透射光，一个为能够产生紫外光的反射光源，纸质票据在反射光源的照射下，产生反射光，透镜12的入光侧与承接件14对应设置，纸质票据所产生透射光或反射光均能够进入透镜12，并且在无纸质票据经过的区域，透镜12还能够接收到光源11的发射光。第一转换器13设置在透镜12的出光侧，用于将来自透镜12的光信号转换为电信号，该第一转换器13可以为光敏传感器，也可以为其它能够将光信号转换为电信号的器件。控制器10与光源11和第一转换器13均相连接，用于控制光源11的发光时间，并在光源11发光过程中对第一转换器13转换出的电信号进行采集，以及在光源11停止发光预设时间后再次对第一转换器13转换出的电信号进行采集。
本发明实施例的图像扫描装置通过设置控制器，该控制器能够控制光源的发光时间，并且能够在光源发光过程中和光源停止发光一段时间后进行电信号采集，此种非连续采集电信号的方式，避免了光源直射和余辉所带来的干扰，解决了现有技术中对纸质票据扫描精度低的问题，进而达到了提高纸质票据鉴别精度的效果。
所谓在光源11停止发光预设时间后再次对第一转换器13转换出的电信号进行采集是指：相对现有技术中的逐行扫描而言，本发明实施例所提供的图像扫描装置采用隔行扫描方式，图9是本发明实施例的图像扫描装置反射扫描时隔行采样的第一时序图，光源11b发出的光照射到承接件14所承接的纸质票据上，经过纸质票据反射被透镜12汇聚于光敏传感器上。光源中包含紫外光，紫外光激发出纸质票据的二次光（磷光），再对二次光进行采样后，间隔一行再对其他颜色光进行采样，这样就有效的避免了磷光余辉对其他颜色光的干扰，提高了图像扫描精度。
在本发明实施例中，根据余辉发光时间的不同，控制器10在对二次光采样后，还可以间隔N（N>1）行后，再对其他颜色光进行采样，如图10所示，同样也避免了磷光余辉对子他颜色光的干扰。
图11是本发明实施例的图像扫描装置透射扫描时隔行采样的第一时序图，如图11所示，光源11a发出的光透过承接件14所承接的纸质票据，经过透镜12汇聚于光敏传感器上。在没有纸质票据经过的区域，由于透射光直射入透镜，会使这部分区域的光敏传感器输出达到饱和状态而产生残像，在对透射光输出采样后，间隔一行再对其他颜色光进行采样，这样就有效的避免了残像对其他颜色光的干扰，提高了图像扫描的精度。
在本发明实施例中，根据透射光强度不同，光敏传感器残像输出的不同，再对透射输出采样后，间隔N（N>1）行后，再对同他颜色光进行采样，如图12所示，同样可以避免残像对其他颜色光的干扰。
进一步地，图像扫描装置还包括成像单元（图中未示出），该成像单元与控制10相连接，控制器10还用于将与电信号对应的灰度值发送至成像单元以得到扫描图像。具体地，控制器10包括处理器101、开关部102和第二转换器103，其中，成像单元与处理器101相连接，开关部102与光源11相连接，处理器101与开关部102相连接，通过控制开关部102的导通或断开时间来控制光源11的发光时间，具体地，开关部102可以为场效应管，该场效应管的控制端（即，场效应管的栅极）与处理器101相连接，场效应管的源极和漏极设置在光源11的供电回路中，处理器101通过控制场效应管来控制光源11的发光时间。第二转换器103与第一转换器13和处理器101均相连接，用于将电信号转换为数字信号，并将数字信号传输至处理器101，处理器101将与接收到的数字信号对应的灰度值发送至成像单元进行成像，得到扫描图像，具体地，第二转换器103可以为A/D转换器（即，模数转换器），也可以为其它能够将模拟信号转换为数字信号的器件。
优选地，本发明实施例所提供的图像扫描装置中的承接件14还用于承接纸质样张，其中，纸质样张的光密度（OpticalDensity，简称OD）值大于或等于0.1，控制器10还用于在承接件14承接纸质样张的情况下，对电信号进行采集，得到参考电压，并以参考电压对图像扫描装置进行补正。
图13a是现有技术中的图像扫描装置对紫外光用白样张补正的说明图，图13b是本发明实施例的图像扫描装置对紫外光用灰度样张（OD值0.1以上）补正的说明图，图14中示出了按照图13b中的补正方式扫描出的图像的示意图。如图13a、图13b和图14所示，由于在图像扫描中，需要对图像扫描装置进行补正，以准确地界定扫描图像的灰度值，但是现有技术中利用白样张（OD值0.1以下）补正方法，扫描出的二次光图像对比度差，扫描图像不清晰。本发明实施例所提供的图像扫描装置根据反射扫描方案中，紫外光发光较弱，激发出的二次光亮度较弱、输出较低的特性，对紫外光用OD值大于或等于0.1的灰度样张进行补正，以使补正电压更低，小于二次光的输出电压值。通过利用灰度样张进行补正，得到较低的补正电压，即，得到较低的系统参考电压，在进行图像扫描中，比参考电压低的电压对应的图像将会被认为该图像为黑，比参考电压高的电压对应的图像将会被认为该图像为白，以此实现得到图像明暗对比度较好的扫描图像，达到了进一步提高图像扫描装置的扫描精度。
本发明实施例还提供了一种图像扫描装置的控制方法，该实施例的图像扫描装置的控制方法可以通过本发明实施例上述内容所提供的图像扫描装置执行，即，图像扫描装置包括光源、承接件、透镜和第一转换器，其中，透镜的入光侧与承接件对应设置，第一转换器设置在透镜的出光侧，用于将来自透镜的光信号转换为电信号，以下对本发明实施例所提供的图像扫描装置的控制方法进行具体介绍：
图15是根据本发明实施例的图像扫描装置的控制方法的流程图，如图15所示，该实施例的图像扫描装置的控制方法包括如下步骤S151至步骤S155：
S151：在承接件承接纸质票据的情况下，控制光源发光，并在光源发光过程中采集电信号。
S153：控制光源停止发光，具体地，主要通过控制光源的供电回路断开来控制光源停止发光。
S155：在光源停止发光预设时间后再次对电信号进行采集。
本发明实施例的图像扫描装置的控制方法，通过在光源发光过程中和光源停止发光一段时间后进行电信号采集，此种非连续采集电信号的方式，避免了光源直射和余辉所带来的干扰，解决了现有技术中对纸质票据扫描精度低的问题，进而达到了提高纸质票据鉴别精度的效果。
其中，在得到采集的电信号之后，本发明实施例的图像扫描装置的控制方法还包括：查找与电信号对应的灰度值；以及按照查找到的灰度值成像，得到扫描图像。
优选地，在在承接件承接纸质票据的情况下，控制光源发光，并在光源发光过程中采用电信号之前，本发明实施例的图像扫描装置的控制方法还包括：在承接件承接纸质样张的情况下，控制光源发光，并在光源发光过程中采集电信号，得到参考电压，其中，纸质样张的光密度值大于或等于0.1；以及以参考电压对图像扫描装置进行补正。
由于反射扫描方案中，紫外光发光较弱，激发出的二次光亮度较弱、输出较低的特性，对紫外光用OD值大于或等于0.1的灰度样张进行补正，以使补正电压更低，小于二次光的输出电压值。通过利用灰度样张进行补正，得到较低的补正电压，即，得到较低的系统参考电压，在进行图像扫描中，比参考电压低的电压对应的图像将会被认为该图像为黑，比参考电压高的电压对应的图像将会被认为该图像为白，以此实现得到图像明暗对比度较好的扫描图像，达到了进一步提高图像扫描装置的扫描精度。
从以上的描述中，可以看出，本发明达到了提高纸质票据鉴别精度的效果。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)
1.一种图像扫描装置，其特征在于，包括：
承接件(14)，用于承接纸质票据；
光源(11)；
透镜(12)，入光侧与所述承接件(14)对应设置，用于接收所述纸质票据在所述光源(11)照射下的反射光或透射光，以及接收所述光源(11)的发射光；
第一转换器(13)，设置在透镜(12)的出光侧，用于将来自所述透镜(12)的光信号转换为电信号；以及
控制器(10)，与所述光源(11)和所述第一转换器(13)均相连接，用于控制所述光源(11)的发光时间，并在所述光源(11)发光过程中对所述电信号进行采集，以及在所述光源(11)停止发光预设时间后采用隔行扫描方式再次对所述电信号进行采集。
2.根据权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述光源(11)包括：
第一光源(11a)，设置在所述承接件(14)的第一侧，所述第一光源(11a)为用于产生紫外光的光源；以及
第二光源(11b)，设置在所述承接件(14)的第二侧，所述第二侧为与所述第一侧相对的一侧。
3.根据权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述控制器(10)包括：
开关部(102)，与所述光源(11)相连接；
第二转换器(103)，与所述第一转换器(13)相连接，用于将所述电信号转换为数字信号；以及
处理器(101)，与所述开关部(102)和所述第二转换器(103)均相连接，其中，所述处理器(101)通过控制所述开关部(102)的导通和断开时间控制所述光源(11)的发光时间。
4.根据权利要求3所述的图像扫描装置，其特征在于，所述开关部(102)包括场效应管，所述场效应管的控制端与所述处理器(101)相连接，所述场效应管的源极和漏极设置在所述光源(11)的供电回路中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的图像扫描装置，其特征在于，所述图像扫描装置还包括：
成像单元，与所述控制器(10)相连接，
其中，所述控制器(10)还用于将与所述电信号对应的灰度值发送至所述成像单元以得到扫描图像。
6.根据权利要求5所述的图像扫描装置，其特征在于，所述承接件(14)还用于承接纸质样张，所述控制器(10)还用于在所述承接件(14)承接所述纸质样张的情况下，对所述电信号进行采集，得到参考电压，并以所述参考电压对所述图像扫描装置进行补正。
7.根据权利要求6所述的图像扫描装置，其特征在于，所述纸质样张的光密度值大于或等于0.1。
8.一种图像扫描装置的控制方法，其特征在于，所述图像扫描装置包括光源、承接件、透镜和第一转换器，其中，所述透镜的入光侧与所述承接件对应设置，所述第一转换器设置在透镜的出光侧，用于将来自所述透镜的光信号转换为电信号，所述控制方法包括：
在所述承接件承接纸质票据的情况下，控制所述光源发光，并在所述光源发光过程中采集所述电信号；
控制所述光源停止发光；以及
在所述光源停止发光预设时间后采用隔行扫描方式再次对所述电信号进行采集。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在所述承接件承接纸质票据的情况下，控制所述光源发光，并在所述光源发光过程中采集所述电信号之前，所述控制方法还包括：
在所述承接件承接纸质样张的情况下，控制所述光源发光，并在所述光源发光过程中采集所述电信号，得到参考电压，其中，所述纸质样张的光密度值大于或等于0.1；以及
以所述参考电压对所述图像扫描装置进行补正。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在所述光源停止发光预设时间后再次对所述电信号进行采集之后，所述控制方法还包括：
查找与所述电信号对应的灰度值；以及
按照查找到的灰度值成像，得到扫描图像。
Priority Applications (5)
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