CN106657709A - 影像提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种影像提取方法，包括步骤：提供影像提取装置；取得提取影像、第一位移数据及第二位移数据；根据第一位移数据及第二位移数据计算得到角度偏转数据；根据第一位移数据、第二位移数据及角度偏转数据计算得到影像提取装置的中心点对应的中心点真实坐标；根据角度偏转数据及中心点真实坐标计算得到提取影像的起始点对应的起始点真实坐标及结束点对应的结束点真实坐标；及根据中心点真实坐标、起始点真实坐标及结束点真实坐标决定真实坐标系，并将提取影像对应真实坐标系输出，以得到校正后的终端影像。藉此使提取的影像接近原图。

Description

影像提取方法
技术领域
本发明涉及一种影像提取方法，特别涉及一种通过取得一第一位移数据及一第二位移数据计算并校正提取影像的影像提取方法。
背景技术
由于现代社会中，人们越来越依赖手持装置，例如智能手机或平板电脑等，所以文件数位化的需求也愈发强烈。通常，纸本文件是通过扫描或摄影等影像提取的方式进行数字化，以转换成数字文件。其中，又以便携式影像提取装置，例如便携式扫描器等，因具备易于携带且随时可取用等优点，逐渐成为市场上的主流。
常见的便携式扫描器主要有两种形式。第一种是在便携式扫描器与纸张的接触面上增加滚轮结构来帮助使用者稳定地移动便携式扫描器，此种方式无法避免肇因于操作误差产生的影像扭曲及歪斜，同时更因硬件部分的重量与体积难以减少，造成携带上的不便；第二种是使用自动进纸的机制，虽然此种方式可完全避免人为的操作误差，但此种方式所需配置的重量与体积更是较第一种为多，进而使携带性大幅降低，同时也必须受限于便携式扫描器进纸的规格尺寸，失去了扫描书本或大型目标的功能。
故此，如何发展一种有别以往的影像提取方法，采用与传统配置相异的硬件架构，以改善现有技术中的问题与缺点，进而增进使用者体验，实为目前技术领域中的重要课题。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种影像提取方法，以解决并改善前述现有技术的问题与缺点。
本发明的另一目的为提供一种影像提取方法，通过取得提取影像、第一位移数据及第二位移数据，并对第一位移数据、第二位移数据进行多样化的计算，可使提取影像输出为校正后的终端影像。不仅使所提取的影像接近原图，大幅提升影像品质，更可在不受限于任何操作方式的情况下，随意地进行影像提取，进而有效增进使用者体验。
本发明的另一目的为提供一种影像提取方法，其通过对第一位移数据及第二位移数据进行计算即可进行影像校正，故影像提取装置仅需配置小型、轻量的第一光学位移感测器及第二光学位移感测器，毋须如传统方式采用机械元件稳定影像提取的过程，以达到使产品体积大幅缩小并有效减少产品总重量的技术效果。
为达上述目的，本发明的一较佳实施方式为提供一种影像提取方法，包括步骤：(a)提供一影像提取装置；(b)取得至少一提取影像、至少一第一位移数据及至少一第二位移数据；(c)根据该第一位移数据及该第二位移数据计算得到一角度偏转数据；(d)根据该第一位移数据、该第二位移数据及该角度偏转数据计算得到该影像提取装置的一中心点对应的一中心点真实坐标；(e)根据该角度偏转数据及该中心点真实坐标计算得到该提取影像的一起始点对应的一起始点真实坐标及一结束点对应的一结束点真实坐标；以及(f)根据该中心点真实坐标、该起始点真实坐标及该结束点真实坐标决定一真实坐标系，并将该提取影像对应该真实坐标系输出，以得到校正后的一终端影像。
为达上述目的，本发明的另一较佳实施方式为提供一种影像提取装置，包括：一控制单元；一第一光学位移感测器，与该控制单元相连接，用以取得一第一位移数据；一第二光学位移感测器，与该控制单元相连接，用以取得一第二位移数据；以及一接触式影像感测器，与该控制单元相连接，用以取得一提取影像；其中，该控制单元是根据该第一位移数据及该第二位移数据计算决定一真实坐标系，并以该提取影像对应该真实坐标系输出，以得到校正后的一终端影像。
附图说明
图1是显示本发明较佳实施例的影像提取方法流程图。
图2是显示本发明另一较佳实施例的影像提取方法流程图。
图3是显示本发明较佳实施例的影像提取装置的架构方块图。
图4是显示本发明较佳实施例的影像提取装置的底视图。
图5是显示原始的位移数据及经角度偏转的位移数据的示意图。
图6是显示根据第一位移数据及第二位移数据得到的影像提取装置于移动前后的相对位置及偏转角度的示意图。
图7是显示本发明影像提取方法的原始坐标系及真实坐标的示意图。
附图标记说明：
1：影像提取装置
10：控制单元
11：第一光学位移感测器
12：第二光学位移感测器
13：接触式影像感测器
100：本体
D：距离
P1、P2、P1′、P2′：位置
S100～S600：步骤
S100～S800：步骤
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作对其进行说明用，而非架构于限制本发明。
请参阅图1至图4，其中图1是显示本发明较佳实施例的影像提取方法流程图，图2是显示本发明另一较佳实施例的影像提取方法流程图，图3是显示本发明较佳实施例的影像提取装置的架构方块图，以及图4是显示本发明较佳实施例的影像提取装置的底视图。如图1至图4所示，本发明的影像提取方法是至少包括步骤S100至步骤S600。其中，影像提取方法的流程步骤开始于步骤S100，提供影像提取装置1。影像提取装置1包括本体100、控制单元10、第一光学位移感测器(Optical Navigation Sensor,ONS)11、第二光学位移感测器12及接触式影像感测器(Contact Image Sensor,CIS)13。其中，控制单元10、第一光学位移感测器11、第二光学位移感测器12及接触式影像感测器13较佳是设置于本体100。控制单元10是架构于控制影像提取装置1整体的运作，且第一光学位移感测器11、第二光学位移感测器12及接触式影像感测器13是与控制单元10相连接。
其次，如步骤S200所示，取得至少一提取影像、至少一第一位移数据及至少一第二位移数据。其中，提取影像是以接触式影像感测器13取得，第一位移数据是以第一光学位移感测器11取得，且第二位移数据是以第二光学位移感测器12取得，但不以此为限。
在同时采用接触式影像感测器13以及第一光学位移感测器11与第二光学位移感测器12分别取得提取影像、第一位移数据及第二位移数据的情况下，若要使接触式影像感测器13以及第一光学位移感测器11与第二光学位移感测器12相互连动，势必会造成影像提取每列的最短时间拉长，对于使用者而言会使最快容忍速度减少，影响使用上的便利性。故此，于本发明较佳实施例中，是使接触式影像感测器13不与第一光学位移感测器11及第二光学位移感测器12连动，以增进使用者的操作体验。具体言之，于步骤S200中，影像提取装置1的接触式影像感测器13是每隔一距离取得一个提取影像，且影像提取装置1的第一光学位移感测器11及第二光学位移感测器12是每隔一时间间隔取得一个第一位移数据及一个第二位移数据。因此，接触式影像感测器13可以全速运行，并通过第一光学位移感测器11及第二光学位移感测器12取得的第一位移数据及第二位移数据内插计算出接触式影像感测器13提取的提取影像每一列的信息。
接着，如步骤S300所示，根据第一位移数据及第二位移数据计算得到一角度偏转数据。请同时参阅图1至图5，其中图5是显示原始的位移数据及经角度偏转的位移数据的示意图。一般而言，以本发明影像提取方法取得的第一位移数据及第二位移数据中，是包括相互垂直的两个向量U、V，若第一光学位移感测器11及第二光学位移感测器12的感测与前次量测相差一偏转角度θ时，所量测到的经角度偏转的第一位移数据及第二位移数据中包含的两个向量U′、V′亦与原始的第一位移数据及第二位移数据中包含的两个向量U、V相差该偏转角度θ。为了校正偏差，该偏转角度θ的计算是必要的。
欲计算该偏转角度θ，并进一步得到角度差，是利用向量关系以及第一光学位移感测器11及第二光学位移感测器12之间的距离D进行运算。请参阅图6，其是显示根据第一位移数据及第二位移数据得到的影像提取装置于移动前后的相对位置及偏转角度的示意图。如图6所示，位置P1及位置P2是表示第一光学位移感测器11及第二光学位移感测器12于移动前的位置，且位置P1′及位置P2′是表示第一光学位移感测器11及第二光学位移感测器12于移动后的位置，距离D是为第一光学位移感测器11及第二光学位移感测器12之间的距离。故此，由图6可见，偏转角度θ可利用反正弦函数计算得到，亦即θ＝sin-1((v1-v2)/D)。此外，第i笔位移数据相对于第一笔位移数据之间的角度差θi是可以计算得到。
再来，如步骤S400所示，根据第一位移数据、第二位移数据及角度偏转数据计算得到影像提取装置1的一中心点对应的一中心点真实坐标。于一些实施例中，接触式影像感测器13的一中心位置是与影像提取装置1的中心点重叠设置。换言之，于步骤S400中取得的中心点真实坐标，除可对应影像提取装置1的中心点外，亦可对应影像提取装置1的接触式影像感测器13的中心位置。于此步骤S400中，若第一光学位移感测器11现在的位置为P1，第二光学位移感测器12现在的位置为P2，则中心点位置Pc可由Pc＝(P1+P2)/2计算得到。若第一光学位移感测器11于位移后取得的第一位移数据为V1，且第二光学位移感测器12于位移后取得的第二位移数据为V2，第一光学位移感测器11位移后的位置P1′可由P1′＝P1+V1计算得到，第二光学位移感测器12位移后的位置P2′可由P2′＝P2+V2计算得到，且位移后的中心点位置Pc′可由Pc′＝(P1′+P2′)/2计算得到。
然后，如步骤S500所示，根据角度偏转数据及中心点真实坐标计算得到提取影像的起始点对应的起始点真实坐标及结束点对应的结束点真实坐标。于此步骤S500中，是通过线性内插及矩阵转换的演算法计算得到该起始点真实坐标及该结束点真实坐标，但不以此为限。于前述的步骤S300至步骤S400，已经计算出第i次第一光学位移感测器11及第二光学位移感测器12取得数据时的中心点Pci及角度偏转θi。若t(i)表示第一光学位移感测器11及第二光学位移感测器12第i次读取的时间点，t(j)表示接触式影像感测器13读取第j列的时间点，则内插第j列影像中心点Icj与角度偏转Iθj的方式如下：
接下来就可以利用中心点Icj与角度偏转Iθj计算起始点坐标Iaj与结束点坐标Ibj的公式为：
其中，L为CIS的长度，
接着，如步骤S600所示，根据中心点真实坐标、起始点真实坐标及结束点真实坐标决定真实坐标系，并将提取影像对应真实坐标系输出，以得到校正后的终端影像。于此步骤S600中，是以三角形比例关系的演算法，根据中心点真实坐标、起始点真实坐标及结束点真实坐标决定真实坐标系。请参阅图1至图7，其中图7是显示本发明影像提取方法的原始坐标系及真实坐标的示意图。如图1至图7所示，在真实坐标为x，y的点，应该参考原本影像的点x′、y′，计算方式包括：首先，找到i，j，k三个值使得Yai＝Ybj＝Yck＝，i，j即为y′所在范围；其次，利用x的比例求出y′，其中：
在得到y′后，再求出x′，其中：
然而x′对每个点都这样计算的话太耗费资源，因此在θy′不大的情况下，改为x′＝x-Xay′来加快处理速度。利用上述方法，便可重新输出真实坐标的影像，亦即得到校正后的终端影像。
于一些实施例中，步骤S300、步骤S400、步骤S500及步骤S600较佳是以影像提取装置1的控制单元10实现，但不以此为限。
于变化实施例中，本发明的影像提取方法于步骤S600之后是进一步包括步骤S700，判断是否完成影像提取。当步骤S700的判断结果为是，于步骤S700之后是执行步骤S800，完成影像提取；当该步骤S700的判断结果为否，于步骤S700之后是重新执行步骤S200至步骤S700。简言之，若判断影像提取仍未完成，是重新执行前述的步骤S200至步骤S600，以进行影像提取及影像校正，并再次判断是否完成影像提取；而当判断影像提取已完成的情况下，是进行完成影像提取的步骤S800，使本发明影像提取方法的流程步骤结束于步骤S800。
综上所述，本发明提供一种影像提取方法，通过取得提取影像、第一位移数据及第二位移数据，并对第一位移数据、第二位移数据进行多样化的计算，可使提取影像输出为校正后的终端影像。不仅使所提取的影像接近原图，大幅提升影像品质，更可在不受限于任何操作方式的情况下，随意地进行影像提取，进而有效增进使用者体验。同时，由于本发明的影像提取方法是通过对第一位移数据及第二位移数据进行计算即可进行影像校正，故影像提取装置仅需配置小型、轻量的第一光学位移感测器及第二光学位移感测器，毋须如传统方式采用机械元件稳定影像提取的过程，以达到使产品体积大幅缩小并有效减少产品总重量的技术效果。
纵使本发明已由上述的实施例详细叙述而可由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所界定的保护范围。

Claims (10)

1.一种影像提取方法，包括步骤：
(a)提供一影像提取装置；
(b)取得至少一提取影像、至少一第一位移数据及至少一第二位移数据；
(c)根据该第一位移数据及该第二位移数据计算得到一角度偏转数据；
(d)根据该第一位移数据、该第二位移数据及该角度偏转数据计算得到该影像提取装置的一中心点对应的一中心点真实坐标；
(e)根据该角度偏转数据及该中心点真实坐标计算得到该提取影像的一起始点对应的一起始点真实坐标及一结束点对应的一结束点真实坐标；以及
(f)根据该中心点真实坐标、该起始点真实坐标及该结束点真实坐标决定一真实坐标系，并将该提取影像对应该真实坐标系输出，以得到校正后的一终端影像。
2.如权利要求1所述的影像提取方法，其中该步骤(f)之后还包括步骤：(g)判断是否完成影像提取，其中当该步骤(g)的判断结果为是，于该步骤(g)之后是执行步骤：(h)完成影像提取，且当该步骤(g)的判断结果为否，于该步骤(g)之后是重新执行该步骤(b)至该步骤(g)。
3.如权利要求1所述的影像提取方法，其中该影像提取装置包括：
一控制单元；
一第一光学位移感测器，与该控制单元相连接，用以取得该第一位移数据；
一第二光学位移感测器，与该控制单元相连接，用以取得该第二位移数据；以及
一接触式影像感测器，与该控制单元相连接，用以取得该提取影像。
4.如权利要求3所述的影像提取方法，其中该步骤(c)、该步骤(d)、该步骤(e)及该步骤(f)是以该控制单元实现。
5.如权利要求3所述的影像提取方法，其中该接触式影像感测器的一中心位置是与该影像提取装置的该中心点重叠设置。
6.如权利要求1所述的影像提取方法，其中于该步骤(b)中，该影像提取装置是每隔一距离取得一个该提取影像，且每隔一时间间隔取得一个该第一位移数据及一个该第二位移数据。
7.如权利要求1所述的影像提取方法，其中该步骤(c)还包括子步骤：(c1)以反正弦函数计算得到该角度偏转数据的一偏转角度及一角度差。
8.如权利要求1所述的影像提取方法，其中于该步骤(e)中，是通过线性内插及矩阵转换的演算法计算得到该起始点真实坐标及该结束点真实坐标。
9.如权利要求1所述的影像提取方法，其中于该步骤(f)中，是以三角形比例关系的演算法，根据该中心点真实坐标、该起始点真实坐标及该结束点真实坐标决定该真实坐标系。
10.一种影像提取装置，包括：
一控制单元；
一第一光学位移感测器，与该控制单元相连接，用以取得一第一位移数据；
一第二光学位移感测器，与该控制单元相连接，用以取得一第二位移数据；以及
一接触式影像感测器，与该控制单元相连接，用以取得一提取影像；
其中，该控制单元是根据该第一位移数据及该第二位移数据计算决定一真实坐标系，并以该提取影像对应该真实坐标系输出，以得到校正后的一终端影像。
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