CN104394292A - 一种扫描校正方法及具有校正功能的图像扫描模块 - Google Patents

一种扫描校正方法及具有校正功能的图像扫描模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及图像扫描技术领域，尤其涉及一种扫描校正方法，其包括如下步骤：根据图像传感器固有的温度特性并运用统计方法在数据存储器内录入图像传感器在不同温度下对应的不同温度校正参数C；通过测试治具和测试程序，获得白色校正样片的图像的灰度值A1和校正图片的像素点校正参数D，并存入数据存储器；通过温度传感器采集当前温度，图像处理器根据当前温度调用该当前温度对应的温度校正参数C；调整LED光源的工作电流或曝光时间；将像素点校正参数D和当前温度下的所述温度校正参数C的乘积作为校正量。本发明扫描校正方法在不同环境温度下，具有较高的校正精度，有利于提高扫描图像质量。

Description

一种扫描校正方法及具有校正功能的图像扫描模块
技术领域
本发明涉及图像扫描技术领域，尤其涉及一种用于校正纸币的扫描校正方法以及具有校正功能的图像扫描模块。
背景技术
随着伪钞的制造水平不断提高，为了提高辩别伪钞的能力，现有的纸币鉴别装置(如ATM存取款机、点钞机)除了应用了紫外线、红外线和安全线磁性识别技术外，还增加的图像识别技术。
在图像识别过程中，纸币鉴别装置中用于采集图像的图像传感器由于使用环境温度的差别，图像传感器采集得到的图像在低温环境和高温环境输出特征会不一致，在低温时，采集的图像亮度会过低，在高温时，采集的图像亮度会过高，如此影响纸币鉴别装置辩伪的准确性。
为了克服环境温度变化对扫描图像的影响，申请号为201310035049.6中国公开了一种图像处理方法，请参照图1，其包括如下步骤：步骤1)采集图像传感器起始端的白色基准片的灰度值A，与存储在非易失存储器里的基准值B比较，计算出偏差系数D＝A/B；步骤2)采集介质的图像信息，获得图像的灰度值X’；步骤3)修正介质的图像灰度值X＝X’/D。本发明虽然加入了不同环境温度下的修正，但存在以下不足之处：
(1)由于白色基准片的区域较少(5mm×5mm)，因此，扫描白色基准片所得的有效像素点较少，故使得计算该白色基准片的灰度值A时会产生偏差，故使得校正精度较低；
(2)上述图像修正过程中，由于白色基准片是固定的，无法做运动方向的修正，其校正的精度较差，故影响扫描图像的清晰度；
(3)白色基准样片区域对应的图像感应芯片与有效工作区域(除了白色基准样片区域)的图像感应芯片不同，该校正方法无法消除两种图像感应芯片之间的差异，从而影响校正精度。
发明内容
本发明解决的技术问题在于：在不同环境温度下，如何提高图像的校正精度，提高扫描图像的清晰度。
本发明提供一种扫描校正方法，其包括第一阶段以及第二阶段；
第一阶段包括如下步骤：
(1)将至少一LED光源、一温度传感器、一图像传感器以及一数据存储器分别连接一图像处理器，所述图像传感器预置有白色校正样片；所述数据存储器预存所述图像传感器在不同温度下对应的不同温度校正参数C；
(2)在一标准温度下，将一校正图片放入测试治具中，以某一速度移动所述校正图片，通过所述图像传感器采集所述校正图片曝光时的图像并通过测试程序对所述校正图片的图像的各个像素点进行校正，获取像素点校正参数D并存入所述数据存储器内；以及通过所述图像传感器采集所述白色校正样片的图像，并通过所述图像处理器运算获得所述白色校正样片曝光时的图像的灰度值A1并将所述灰度值A1存入所述数据存储器内；
第二阶段包括如下步骤：
(1)通过所述温度传感器采集当前温度；
(2)所述图像处理器根据所述当前温度调用该当前温度对应的所述温度校正参数C；
(3)所述图像处理器将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做运算处理，并将运算结果作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
优选的：第二阶段的步骤(2)的具体过程如下：所述图像处理器根据所述当前温度调用的所述温度校正参数C并且根据所述温度校正参数C调整所述LED光源的驱动电流或曝光时间，使得当前温度下所述白色校正样片的图像的灰度值A2与所述校正参数C和所述灰度值A1的乘积相同。
优选的：第二阶段的步骤(3)具体过程如下：当所述白色校正样片的图像的灰度值A2与所述校正参数C和所述灰度值A1的乘积相同时，所述图像处理器将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做乘法运算处理，并将所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D的乘积作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
优选的：在第一阶段的步骤(1)中，所述温度校正参数C是根据所述图像传感器固有的温度特性并运用统计方法获得，所述温度校正参数C是不同温度下图像所对应的不同灰度值的校正参数。优选的：所述扫描校正方法应用ATM存取款机中，在第一阶段的步骤(2)中，所述校正图片移动的速度与所述ATM存取款机中纸币移动的速度相同。
优选的：所述第一阶段是生产阶段；所述第二阶段是用户使用阶段。
本发明提供另一种扫描校正方法，包括如下步骤：
(1)提供一图像扫描模块、所述图像扫描模块具有一图像处理器，分别与所述图像处理器连接的至少一LED光源、一温度传感器、一图像传感器以及一数据存储器；所述图像传感器上预置有白色校正样片；所述数据存储器内预置有所述白色校正样片的图像的灰度值A1、所述图像传感器在不同温度下对应的不同温度校正参数C以及一校正图片的像素点校正参数D，所述像素点校正参数D是通过以下步骤获取：
在一标准温度下，将所述校正图片放入测试治具中，以某一速度移动所述校正图片，并通过所述图像传感器采集所述校正图片的图像；
然后通过测试程序对所述校正图片的图像的各个像素点进行校正，获取所述像素点校正参数D；
(2)通过所述温度传感器采集当前温度，所述图像处理器根据所述当前温度调用该当前温度对应的所述温度校正参数C；
(3)所述图像处理器将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做运算处理，并将运算结果作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
本发明还提供一种具有校正功能的图像扫描模块，其包括：
至少一LED光源；
一温度传感器，用于采集当前环境的温度值；
一图像传感器，用于采集所述白色校正样片的图像和校正图片的图像；
一数据存储器，所述数据存储器内预存有所述白色校正样片的图像的灰度值A1、所述图像传感器在不同温度下的温度校正参数C以及一校正图片的像素点校正参数D，所述像素点校正参数D是通过以下步骤获取：
在一标准温度下，将一校正图片放入测试治具中，以某一速度移动所述校正图片，并通过所述图像传感器采集所述校正图片的图像；
通过测试程序对所述校正图片的图像的各个像素点进行校正，获取所述像素点校正参数D；以及
一图像处理器，分别连接所述LED光源、所述温度传感器、所述图像传感器以及所述数据存储器，所述图像处理器用于根据所述当前温度调用该当前温度对应的所述温度校正参数C；并且所述图像处理器用于将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做运算处理，并将运算结果作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
优选的：所述图像处理器用于根据当前环境的所述温度值调用对应的所述温度校正参数C来调整照射所述白色校正样片的LED光源的亮度，使得当前温度下所述白色校正样片的图像的灰度值A2与当前温度下对应的温度校正参数C和所述灰度值A1的乘积相同；并且
所述图像处理器用于将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做乘法运算处理，并将所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D的乘积作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
优选的：所述白色校正样片是通过涂敷或粘贴方式设置在所述图像传感器的透明玻璃表面，且所述白色校正样片与所述LED光源相对设置。
优选的：所述白色校正样片的尺寸为5mm*14mm或4mm*14mm。
优选的：所述校正图片是灰阶图片，包含有横条线区域、竖条线区域、灰阶方块区域和黑色圆点区域。
优选的：所述图像传感器通过一模数转换器连接所述图像处理器，所述模数转换器用于将所述图像传感器采集的图像仿真信号转换成数字信号，并输入至所述图像处理器；所述LED光源通过一时序发生器连接所述图像处理器，所述时序发生器用于调节所述LED光源的电流或曝光时间。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)由于在扫描校正过程中，测试治具在某一标准温度下，对校正图片的图像上的每一个像素点和运动方向都进行校正，获取所述像素点校正参数D，如此，大大提高了校正精度；
(2)由于校正图片面积较大，故获取的有效像素点较多，从而使得获取的所述像素点校正参数D更加精确，从而进一步提高校正的精度；
(3)扫描校正过程中使用的白色校正样片的图像的灰度值A1、温度校正参数C和像素点校正参数D都是在第一阶段(生产阶段)存入数据存储器中，如此，有利于提高校正的可靠性和精度；
(4)通过扫描白色校正样片来调整LED光源的亮度，然后调用数据存储器中的温度校正参数C和像素点校正参数D，并将所述像素点校正参数D和当前温度下的所述温度校正参数C的乘积作为校正量，如此，对校正结果影响较小，有利于提高了校正精度。
附图说明
图1为现有的图像处理方法的流程图；
图2为本发明图像扫描模块的结构示意图；
图3为本发明图像扫描模块的图像传感器的结构示意图(安装有LED光源)；
图4为本发明扫描校正方法的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
图2是本发明具有校正功能的图像扫描模块的结构示意图，所述图像扫描模块可用于ATM存取款机、清分机、点钞机或自动进纸扫描仪中，本实施例以应用于ATM存取款机为例。所述图像扫描模块具有多个LED光源1、一温度传感器2、一图像传感器3、一数据存储器4、模数转换器5、时序发生器6以及一图像处理器7。
请参照图2至图4，多个所述LED光源1分别与图像处理器7连接，多个所述LED光源1呈一字型排列安装在所述图像传感器3内，所述图像传感器3的透明玻璃表面设有白色校正样片8，所述白色校正样片8是通过涂敷或粘贴方式设置在所述图像传感器3的透明玻璃一端的表面，且所述白色校正样片8与所述LED光源1相对设置。所述白色校正样片的尺寸为5mm*14mm或4mm*14mm。
所述温度传感器2与所述图像处理器7连接，其受所述图像处理器7控制，用于采集当前温度。
所述图像传感器3与所述图像处理器7连接，本实施例中所述图像传感器3是接触式图像传感器3(Contact Image Sensor，简称CIS)，其用于采集白色校正样片8的图像和用于采集校正图片(未图标)的图像。
所述数据存储器4与所述图像处理器7连接，用于存储所述白色校正样片8的图像的灰度值A1、所述图像传感器3在不同温度下对应的不同温度校正参数C以及所述校正图片的像素点校正参数D。
所述模数转换器5连接所述图像处理器7与所述图像传感器3，用于将所述图像传感器3采集的图像模拟信号转换成数字信号，并输入至所述图像处理器7。
所述时序发生器6连接所述图像处理器7与所述LED光源1，用于调节所述LED光源1的电流或曝光时间，使得LED光源1的亮度增加。
所述图像处理器7用于根据当前环境的所述温度值调用对应的所述温度校正参数C来调整照射所述白色校正样片8的LED光源1的亮度，使得当前温度下所述白色校正样片8的图像的灰度值A2与当前温度下对应的温度校正参数C和所述灰度值A1的乘积相同；并且所述图像处理器7用于在所述白色校正样片8的图像的灰度值A2与当前温度下对应的温度校正参数C和所述灰度值A1的乘积相同时，调用所述温度校正参数C和所述像素点校正参数D，并将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做相乘运算处理，且将运算结果作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
以下举例来说明本发明扫描校正方法，其包括第一阶段以及第二阶段。
其中，所述第一阶段是生产阶段，其包括如下步骤：
步骤S1，根据图像传感器3固有的温度特性并运用统计方法在数据存储器4内录入图像传感器3在不同温度下对应的不同温度校正参数Cn＝CIS工作温度，(n代表工作环境温度，以下相同)。所述温度校正参数Cn＝CIS工作温度是所述图像传感器3在不同温度下图像对应的不同灰度值的校正参数。
接着，将LED光源1、温度传感器2、图像传感器3(预先设置有白色校正样片8)、数据存储器4、模数转换器5、时序发生器6分别连接图像处理器7，组成一个图像扫描模块。
步骤S2，通过测试治具和测试程序，获得白色校正样片8的图像的灰度值A1n＝25℃和校正图片的像素点校正参数Dn＝25℃，并存入数据存储器4。
具体过程如下：把测试治具放在标准温度为25℃的环境中，将所述图像扫描模块装入测试治具，然后把一校正图片放在测试治具上，校正图片是灰阶图片，尺寸为80mm*156mm，其包含有横条线区域、竖条线区域、灰阶方块区域和黑色圆点区域。
然后以ATM存取款机中纸币移动速度相同的速度移动所述校正图片，并且打开所述LED光源1，使得校正图片和白色校正样片8曝光，此时，通过所述图像传感器3采集校正图片的图像，并通过测试程序对所述图像的各个像素点进行校正，获得所述图像传感器3的像素点校正参数Dn＝25℃并其存入数据存储器4中；同时，扫描白色校正样片8所得图像的灰度值A1n＝25℃并写入数据存储器4中。
通过生产阶段，所述数据存储器4完成所述图像传感器3在不同温度下的不同的温度校正参数Cn＝CIS工作温度、所述白色校正样片8的图像的灰度值A1n＝25℃以及像素点校正参数Dn＝25℃的录入。
在上述过程中，由于对校正图片图像上的每一个像素点和运动方向都进行校正，获取所述像素点校正参数Dn＝25℃，如此，大大提高了校正精度。
所述第二阶段是用户使用阶段，其包括如下步骤：
步骤S3，通过所述温度传感器2采集当前温度值(如用户使用时当前温度是15℃)，所述图像处理器7根据当前温度(15℃)调用该当前温度对应的所述温度校正参数Cn＝15℃。
步骤S4，所述图像处理器7根据当前温度对应的所述温度校正参数Cn＝15℃，调整LED光源1的工作电流或曝光时间，使得当前温度下白色校正样片8的灰度值A2n＝15℃与该当前温度下的温度校正参数Cn＝15℃和标准温度下所述灰度值A1n＝25℃的乘积(即：Cn＝15℃×A1n＝25℃)相同；
步骤S5，当相同时，所述图像处理器7调用预置的所述像素点校正参数Dn＝25℃和温度校正参数Cn＝15℃，将所述像素点校正参数Dn＝25℃和所述温度校正参数Cn＝15℃的乘积(即，Cn＝15℃×Dn＝25℃)作为在温度为15℃时用于校正待扫描物件的校正量。
步骤S6，通过图像处理器7控制所述图像传感器3开始扫描物件。
由上可见，校正过程中所使用的白色校正样片8的图像的灰度值A1n＝25℃、温度校正参数Cn＝CIS工作温度和像素点校正参数Dn＝25℃都是在生产阶段预先存入数据存储器4内，如此，有利于提高校正的可靠性和精度。
另外，通过扫描白色校正样片8来修正LED光源的驱动电流或曝光时间，进而调整LED光源1的亮度，然后调用数据存储器4中的温度校正参数Cn＝CIS工作 温度和像素点校正参数Dn＝25℃，将所述温度校正参数Cn＝CIS工作温度和像素点校正参数Dn＝25℃的乘积作为校正量，如此，对校正结果影响较小，也有利于提高了校正精度。
本发明所述扫描校正方法除了用于ATM存取款机中，还可以应用于清分机、点钞机或自动进纸扫描仪中。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种扫描校正方法，其特征在于：包括第一阶段以及第二阶段；
第一阶段包括如下步骤：
(1)将至少一LED光源、一温度传感器、一图像传感器以及一数据存储器分别连接一图像处理器，所述图像传感器预置有白色校正样片；所述数据存储器预存所述图像传感器在不同温度下对应的不同温度校正参数C；
(2)在一标准温度下，将一校正图片放入测试治具中，以某一速度移动所述校正图片，通过所述图像传感器采集所述校正图片曝光时的图像并通过测试程序对所述校正图片的图像的各个像素点进行校正，获取像素点校正参数D并存入所述数据存储器内；以及通过所述图像传感器采集所述白色校正样片的图像，并通过所述图像处理器运算获得所述白色校正样片曝光时的图像的灰度值A1并将所述灰度值A1存入所述数据存储器内；
第二阶段包括如下步骤：
(1)通过所述温度传感器采集当前温度；
(2)所述图像处理器根据所述当前温度调用该当前温度对应的所述温度校正参数C；
(3)所述图像处理器将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做运算处理，并将运算结果作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
2.根据权利要求1所述扫描校正方法，其特征在于：第二阶段的步骤(2)的具体过程如下：所述图像处理器根据所述当前温度调用的所述温度校正参数C并且根据所述温度校正参数C调整所述LED光源的驱动电流或曝光时间，使得当前温度下所述白色校正样片的图像的灰度值A2与所述校正参数C和所述灰度值A1的乘积相同。
3.根据权利要求2所述扫描校正方法，其特征在于：第二阶段的步骤(3)具体过程如下：当所述白色校正样片的图像的灰度值A2与所述校正参数C和所述灰度值A1的乘积相同时，所述图像处理器将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做相乘运算处理，并将所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D的乘积作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
4.根据权利要求1所述扫描校正方法，其特征在于：在第一阶段的步骤(1)中，所述温度校正参数C是根据所述图像传感器固有的温度特性并运用统计方法获得，所述温度校正参数C是不同温度下图像所对应的不同灰度值的校正参数。
5.根据权利要求1所述扫描校正方法，其特征在于：所述白色校正样片是通过涂敷或粘贴方式设置在所述图像传感器的透明玻璃表面，且所述白色校正样片与所述LED光源相对设置。
6.根据权利要求1所述扫描校正方法，其特征在于：所述扫描校正方法应用ATM存取款机中，在第一阶段的步骤(2)中，所述校正图片移动的速度与所述ATM存取款机中纸币移动的速度相同。
7.根据权利要求1所述扫描校正方法，其特征在于：所述第一阶段是生产阶段；所述第二阶段是用户使用阶段。
8.一种扫描校正方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)提供一图像扫描模块、所述图像扫描模块具有一图像处理器，分别与所述图像处理器连接的至少一LED光源、一温度传感器、一图像传感器以及一数据存储器；所述图像传感器预置有白色校正样片；所述数据存储器内预置有所述白色校正样片的图像的灰度值A1、所述图像传感器在不同温度下对应的不同温度校正参数C以及一校正图片的像素点校正参数D，所述像素点校正参数D是通过以下步骤获取：
在一标准温度下，将一校正图片放入测试治具中，以某一速度移动所述校正图片，并通过所述图像传感器采集所述校正图片的图像；
然后通过测试程序对所述校正图片的图像的各个像素点进行校正，获取所述像素点校正参数D；
(2)通过所述温度传感器采集当前温度，所述图像处理器根据所述当前温度调用该当前温度对应的所述温度校正参数C；
(3)所述图像处理器将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做运算处理，并将运算结果作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
9.根据权利要求8所述扫描校正方法，其特征在于：步骤(2)的具体过程如下：所述图像处理器根据所述当前温度调用的所述温度校正参数C并且根据所述温度校正参数C调整所述LED光源的驱动电流或曝光时间，使得当前温度下所述白色校正样片的图像的灰度值A2与所述校正参数C和所述灰度值A1的乘积相同。
10.根据权利要求9所述扫描校正方法，其特征在于：步骤(3)具体过程如下：当所述白色校正样片的图像的灰度值A2与所述校正参数C和所述灰度值A1的乘积相同时，所述图像处理器将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做相乘运算处理，并将所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D的乘积作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
11.根据权利要求8所述扫描校正方法，其特征在于：所述温度校正参数C是根据所述图像传感器固有的温度特性并运用统计方法获得，所述温度校正参数C是不同温度下图像所对应的不同灰度值的校正参数。
12.一种具有校正功能的图像扫描模块，其特征在于，包括：
至少一LED光源；
一温度传感器，用于采集当前环境的温度值；
一图像传感器，用于采集所述白色校正样片的图像和所述校正图片的图像；
一数据存储器，所述数据存储器内预存有所述白色校正样片的图像的灰度值A1、所述图像传感器在不同温度下对应的不同温度校正参数C以及一校正图片的像素点校正参数D，所述像素点校正参数D是通过以下步骤获取：
在一标准温度下，将一校正图片放入测试治具中，以某一速度移动所述校正图片，并通过所述图像传感器采集所述校正图片的图像；
通过测试程序对所述校正图片的图像的各个像素点进行校正，获取所述像素点校正参数D；以及
一图像处理器，分别连接所述LED光源、所述温度传感器、所述图像传感器以及所述数据存储器，所述图像处理器用于根据所述当前温度调用该当前温度对应的所述温度校正参数C；并且所述图像处理器用于将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做运算处理，并将运算结果作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
13.根据权利要求12所述图像扫描模块，其特征在于：所述图像处理器用于根据当前环境的所述温度值调用对应的所述温度校正参数C来调整照射所述白色校正样片的LED光源的亮度，使得当前温度下所述白色校正样片的图像的灰度值A2与当前温度下对应的温度校正参数C和所述灰度值A1的乘积相同；并且
所述图像处理器用于将所述当前温度对应的所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D做乘法运算处理，并将所述温度校正参数C与所述像素点校正参数D的乘积作为当前温度下用于校正待扫描物件的校正量。
14.根据权利要求12所述图像扫描模块，其特征在于：所述白色校正样片是通过涂敷或粘贴方式设置在所述图像传感器的透明玻璃表面，且所述白色校正样片与所述LED光源相对设置。
15.根据权利要求12所述图像扫描模块，其特征在于：所述白色校正样片的尺寸为5mm*14mm或4mm*14mm。
16.根据权利要求12所述图像扫描模块，其特征在于：所述校正图片是灰阶图片，包含有横条线区域、竖条线区域、灰阶方块区域和黑色圆点区域。
17.根据权利要求12所述图像扫描模块，其特征在于：所述图像传感器通过一模数转换器连接所述图像处理器，所述模数转换器用于将所述图像传感器采集的图像仿真信号转换成数字信号，并输入至所述图像处理器；所述LED光源通过一时序发生器连接所述图像处理器，所述时序发生器用于调节所述LED光源的电流或曝光时间。
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