CN113507545B - 一种交替式双面扫描仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交替式双面扫描仪，驱动机构驱动第一扫描组件和第二扫描组件在待扫描空间的两侧同步移动，第一扫描组件上设有用于为第二扫描组件背向补光的第二背光板，第二扫描组件上设有第一背光板用于为第一扫描组件背向补光，第一扫描组件和第一背光板工作的同时，第二扫描组件和第二背光板关闭，第二扫描组件和第二背光板工作的同时，第一扫描组件和第一背光板关闭；通过一个驱动机构的设置即可实现待扫描样品双面扫描，同时通过工作方式的优化，避免扫描过程中同侧背光板对扫描组件的光干扰，保证扫描组件的扫描质量，在一次往复移动中完成双面高质量扫描。
Description
技术领域
本发明涉及双面扫描仪技术领域，尤其涉及一种交替式双面扫描仪。
背景技术
目前，双面扫描仪对样本进行双面图像扫描时，通常通过扫描头沿预设路径移动，在移动过程中完成扫描工作。为了提高扫描效率，简化驱动机构的设置，会设置一个驱动机构驱动上下扫描头同步移动，从而同步获取双面扫描图像。有时根据检测图像的要求，要在扫描颗粒远离扫描头一侧为扫描头设置背光板。在扫描过程中，扫描组件和背光板同步移动工作，容易造成背光板发出的光被待扫描样本反射到同侧扫描组件上，对同侧扫描组件的扫描图像造成干扰，导致扫描后的图像背景出现背景不统一，增加算法处理的难度。因此，在这种情况下，通常无法驱动两个扫描组件同步移动，进而实现上下同步扫描。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种交替式双面扫描仪。
本发明提出的一种交替式双面扫描仪，包括：壳体、第一扫描组件、第二扫描组件、驱动机构；
壳体内设有用于容纳待扫描样品的待扫描空间，第一扫描组件和第二扫描组件分别位于待扫描空间的两侧，第一扫描组件上设有第二背光板，第二背光板与第二扫描组件相对设置用于为第二扫描组件背向补光，第二扫描组件上设有第一背光板，第一背光板与第一扫描组件相对设置用于为第一扫描组件背向补光，驱动机构驱动第一扫描组件和第二扫描组件同步移动；
第一扫描组件和第一背光板工作的同时，第二扫描组件和第二背光板关闭，并且第二扫描组件和第二背光板工作的同时，第一扫描组件和第一背光板关闭。
优选地，第一扫描组件和第二背光板位于所述待扫描空间上方，且第二扫描组件和第一背光板位于所述待扫描空间下方。
优选地，驱动机构驱动第一扫描组件、第二扫描组件、第一背光板和第二背光板沿预设方向行进时，第一扫描组件和第一背光板工作且第二扫描组件和第二背光板关闭；
驱动机构驱动第一扫描组件、第二扫描组件、第一背光板和第二背光板沿预设方向返回时，第二扫描组件和第二背光板工作且第一扫描组件和第一背光板关闭。
优选地，壳体包括上壳和下壳，上壳内设有水平设置的上滑轨，下壳内设有平行于上滑轨设置的下滑轨，第一扫描组件和第二背光板可滑动安装在上滑轨上，第二扫描组件和第一背光板可滑动安装在下滑轨上。
优选地，所述第一扫描组件包括第一扫描头和分别位于第一扫描头两侧的两个第一正面补光件，所述第二扫描组件包括第二扫描头和分别位于第二扫描头两侧的两个第二正面补光件。
优选地，还包括载物托盘；
载物托盘位于所述扫描空间内，载物托盘包括框架和透明载盘，框架中部具有开口，透明载盘安装在所述开口处并在框架中部形成放置槽。
优选地，框架两侧分别设有用于第一扫描组件校准的第一扫描校准区和用于第二扫描组件校准的第二扫描校准区。
优选地，还包括平衡校准条，框架上还具有第二安装开口，所述第二安装开口位于所述第一安装开口沿第一扫描组件和第二扫描组件移动方向上的一侧，平衡校准条安装在所述第二安装开口处。
优选地，框架上设有至少三个第一标记和至少三个第二标记，至少三个第一标记和至少三个第二标记分别位于框架上下表面并且分别围绕所述样品放置槽布置。
优选地，框架上设有至少三个标记通孔，标记通孔在框架上下表面分别形成所述第一标记和所述第二标记。
本发明中，所提出的交替式双面扫描仪，驱动机构驱动第一扫描组件和第二扫描组件在待扫描空间的两侧同步移动，第一扫描组件上设有用于为第二扫描组件背向补光的第二背光板，第二扫描组件上设有第一背光板用于为第一扫描组件背向补光，第一扫描组件和第一背光板工作的同时，第二扫描组件和第二背光板关闭，第二扫描组件和第二背光板工作的同时，第一扫描组件和第一背光板关闭；通过一个驱动机构的设置即可实现待扫描样品双面扫描，同时通过工作方式的优化，避免扫描过程中同侧背光板对扫描组件的光干扰，保证扫描组件的扫描质量，在一次往复移动中完成双面高质量扫描。
附图说明
图1为本发明提出的一种交替式双面扫描仪的结构示意图。
图2为本发明提出的一种交替式双面扫描仪的扫描组件和背光板安装结构示意图。
图3为本发明提出的一种交替式双面扫描仪的扫描组件和背光板配合结构示意图。
图4为本发明提出的一种交替式双面扫描仪的两个第二正面补光件布置的结构示意图。
附图标号说明：
11.上壳体；12.下壳体；2.第一扫描组件；21.第一扫描头；22.第一正面补光件；3.第二扫描组件；31.第二扫描头；32.第二正面补光件；4.第二背光板；5.第一背光板；6.上滑轨；7.下滑轨；81.框架；82.透明载盘；9.平衡校准条；10.标记通孔。
具体实施方式
如图1至4所示，图1为本发明提出的一种交替式双面扫描仪的结构示意图，图2为本发明提出的一种交替式双面扫描仪的扫描组件和背光板安装结构示意图，图3为本发明提出的一种交替式双面扫描仪的扫描组件和背光板配合结构示意图，图4为本发明提出的一种交替式双面扫描仪的两个第二正面补光件布置的结构示意图。
在粮食颗粒检测领域，需要获取粮食颗粒上下表面扫描图像，并且将待扫描粮食颗粒放入上下扫描组件之间。由于检测需要，通常给每个扫描组件设置相应的背光板，保证扫描后的图像背景统一，减小后续图像处理的算法难度。
同时，为了减少驱动机构的设置，提高扫描效率，在设计过程中希望通过设置一组驱动机构，驱动上下扫描组件同步移动，实现同步扫描。然而，扫描时，上下扫描组件和相应背光板同步移动，背光板为相对扫描组件提供背光的同时，其发出的光经粮食颗粒反射，会对同侧扫描组件获取图像造成影响，进而影响扫描质量。因此，实际使用时，通过上下扫描组件同步移动过程中同步扫描所获取的图像，为后续图像处理带来较大困难。
参照图1至3，本发明提出的一种交替式双面扫描仪，包括：壳体、第一扫描组件2、第二扫描组件3、驱动机构；
壳体内设有用于容纳待扫描样品的待扫描空间，第一扫描组件2和第二扫描组件3分别位于待扫描空间的两侧，第一扫描组件2上设有第二背光板4，第二背光板4与第二扫描组件3相对设置用于为第二扫描组件3背向补光，第二扫描组件3上设有第一背光板5，第一背光板5与第一扫描组件2相对设置用于为第一扫描组件2背向补光。
本实施例的交替式双面扫描仪的具体工作过程中，首先，将待扫描样品放在待扫描空间内，第一背光板5在待扫描样本远离第一扫描组件2一侧，作为扫描区域的一侧背底，同样，第二背光板4在待扫描样本远离第二扫描组件3一侧，作为扫描区域的另一侧背底，扫描时，驱动机构驱动第一扫描组件2和第二扫描组件3同步移动，首先，第一扫描组件2和第一背光板5工作的同时，第二扫描组件3和第二背光板4关闭，然后，第二扫描组件3和第二背光板4工作的同时，第一扫描组件2和第一背光板5关闭；还可以，首先，第二扫描组件3和第二背光板4工作的同时，第一扫描组件2和第一背光板5关闭，然后，第一扫描组件2和第一背光板5工作的同时，第二扫描组件3和第二背光板4关闭；从而交替完成对样品两侧图像的扫描。
在本实施例中，所提出的交替式双面扫描仪，驱动机构驱动第一扫描组件2和第二扫描组件3在待扫描空间的两侧同步移动，第一扫描组件2上设有用于为第二扫描组件3背向补光的第二背光板4，第二扫描组件3上设有第一背光板5用于为第一扫描组件2背向补光，第一扫描组件2和第一背光板5工作的同时，第二扫描组件3和第二背光板4关闭，第二扫描组件3和第二背光板4工作的同时，第一扫描组件2和第一背光板5关闭；通过一个驱动机构的设置即可实现样品的双面扫描，同时通过工作方式的优化，避免扫描过程中同侧背光板对扫描组件的光干扰，保证扫描组件的扫描质量，在一次往复移动中完成双面高质量扫描。
当扫描颗粒样品时，为了便于待扫描颗粒放入扫描空间内，在具体实施方式中，第一扫描组件2和第二背光板4位于所述待扫描空间上方，且第二扫描组件3和第一背光板5位于所述待扫描空间下方。
此外，为了便于扫描后对上下扫描图像的处理，在每次扫描完成后，上下扫描组件均需要复位，一方面便于二者在扫描初始位置对准，另一方面，便于两个扫描组件在扫描之前完成初始化的白平衡校准。因此，在上下扫描组件单向移动后，需要驱动上下扫描组件反向移动复位，从而便于下一次扫描之前的初始化校准。
在驱动机构的具体工作方式中，驱动机构驱动第一扫描组件2、第二扫描组件3、第一背光板5和第二背光板4沿预设方向行进时，第一扫描组件2和第一背光板5工作且第二扫描组件3和第二背光板4关闭；
驱动机构驱动第一扫描组件2、第二扫描组件3、第一背光板5和第二背光板4沿预设方向返回时，第二扫描组件3和第二背光板4工作且第一扫描组件2和第一背光板5关闭；从而在扫描组件一个移动往返周期内，实现上下两面图像的完整扫描。
此外，为了便于待扫描样品的放入，在壳体的具体设计方式中，壳体包括上壳11和下壳12，上壳11内设有水平设置的上滑轨6，下壳12内设有平行于上滑轨6设置的下滑轨7，第一扫描组件2和第二背光板4可滑动安装在上滑轨6上，第二扫描组件3和第一背光板5可滑动安装在下滑轨7上。
参照图4，在扫描组件的具体设计中，所述第一扫描组件2包括第一扫描头21和分别位于第一扫描头21两侧的两个第一正面补光件22，所述第二扫描组件3包括第二扫描头31和分别位于第二扫描头31两侧的两个第二正面补光件32；在扫描过程中，通过正面补光件从正面对样品进行补光，提高扫描图像效果。
在本实施例的进一步具体实施方式中，为了便于待扫描样品的放入和取出，本实施例还包括载物托盘；
载物托盘位于所述扫描空间内，载物托盘包括框架81和透明载盘82，框架81中部具有开口，透明载盘82安装在所述开口处并在框架81中部形成放置槽；在进出料和扫描过程中，对粮食颗粒进行限位，使其始终位于有效扫描区域内。
在对粮食颗粒进行检测的过程中，首先将待扫描的颗粒放在载物托盘的放置槽内，并使颗粒在放置槽内均匀分布，然后将载物托盘一端插入上下壳体之间的扫描空间内，使得载物托盘上的粮食颗粒位于上下扫描组件的扫描区域内。
为了便于后续上下图像的处理，需要在扫描之前对上下扫描组件进行校准。通常，扫描仪初始化的平衡校准条被直接设置在相对侧的扫描仪壳上，这导致扫描仪的厚度偏大，减小了载物托盘的放置空间，进而限制了可检测样品的尺寸范围。因此，在本实施例中，框架81两侧分别设有用于第一扫描组件2校准的第一扫描校准区和用于第二扫描组件3校准的第二扫描校准区。在扫描之前，通过所述第一扫描校准区和所述第二扫描校准区分别对上下扫描组件进行色彩平衡初始化，然后分别通过上下扫描组件获取粮食颗粒上下表面图像。
在扫描校准区的具体设置方式中，本实施例还包括平衡校准条9，框架81上还具有第二安装开口，所述第二安装开口位于所述第一安装开口沿第一扫描组件2和第二扫描组件3移动方向上的一侧，平衡校准条9安装在所述第二安装开口处；通过设置一个平衡校准条，将平衡校准条两侧分别作为两侧扫描仪的初始化校准区域，起到定位和色彩平衡作用的，即可实现双侧扫描仪的初始化校准，便于两个初始化校准区的设置。优选地，平衡校准条可以采用白平衡校准条。
在粮食颗粒检测过程中，扫描时，由于上下扫描组件交替扫描，为了得到单颗粮食颗粒的检测结果，扫描结束后需要对上下扫描图像进行后处理，一方面需要获取有效扫描区域的图像，另一方面也需要对上下扫描图像进行对准，进而获取每个颗粒的上下图像。
因此，在本实施例所提出的交替式双面扫描仪的具体实施方式中，在框架81上设置至少三个第一标记和至少三个第二标记，至少三个第一标记和至少三个第二标记分别位于框架81上下表面并且分别围绕所述样品放置槽布置；由于框架81上下表面分别设置了第一标记和第二标记，使得上扫描图像上形成与第一标记对应的第一定位图样，且下扫描图像上形成与第二标记对应的第二定位图样，由于第一标记和第二标记设置在框架81上且围绕样品放置槽布置，相应地，扫描图像上的第一定位图样和第二定位图样位于有效扫描区域外，因此通过该定位图形可截取图像中的有效扫描区域。
在通过定位图样对扫描图像进行处理时，第一标记和第二标记对应预设坐标，使得图像上的定位图样也对应预设坐标，可通过其坐标分别对上下扫描图像进行矫正处理，防止正反面图像上的颗粒样品位置发生严重偏移，从而有效提高定位精度，并且降低了算法成本和难度。
在对图像进行矫正时，首先可以使用预设坐标值将定位标志图形区域初步分割出来，然后将图像进行二值化操作，二值化后的图像可默认黑色部分像素值为0白色部分像素值为255，接着使用形态学操作过滤图像上的噪声，噪声指黑色区域可能有的白色噪点或者是白色区域有黑色噪点，最后根据滤波后的二值图像计算中心坐标；重复前面的步骤即可分别得到几个定位标志孔所形成图形的中心坐标，根据这些定位标志孔位置，使用透射变换即可将图像修正。
此外，为了得到样品放置槽内样品不同位置的上下面图像，还需要对扫描图像进行上下对位处理。具体地，通过与第一定位图样对应的第一标记的预设坐标，在上扫描图像上建立上坐标系，并且通过与第二定位图样对应的第二标记的预设坐标，在下扫描图像上建立下坐标系，通过计算图像在上坐标系和下坐标系的坐标，实现同一个颗粒的双面图像快速准确的对位。
在实际设计中，本实施例的所述第一标记和所述第二标记可采用图形、色块、凸起、凹槽等结构，在上下扫描组件扫描时，能够在扫描图像上呈现出与其预设坐标对应的图样。
为了便于通过第一标记和第二标记的预设坐标对上下扫描图像进行处理，可以将所述第一标记和所述第二标记设计为一一对应设置。
进一步地，在框架81的具体设计方式中，可在框架81上设置至少三个标记通孔10，标记通孔10在框架81上下表面分别形成所述第一标记和所述第二标记；通过在框架81上设置一个标记通孔10，即可实现上下图像标记的设置，从而便于框架81上标记的加工设置。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种交替式双面扫描仪，其特征在于，包括：壳体、第一扫描组件(2)、第二扫描组件(3)、驱动机构；
壳体内设有用于容纳待扫描样品的待扫描空间，第一扫描组件(2)和第二扫描组件(3)分别位于待扫描空间的两侧，第一扫描组件(2)上设有第二背光板(4)，第二背光板(4)与第二扫描组件(3)相对设置用于为第二扫描组件(3)背向补光，第二扫描组件(3)上设有第一背光板(5)，第一背光板(5)与第一扫描组件(2)相对设置用于为第一扫描组件(2)背向补光，驱动机构驱动第一扫描组件(2)和第二扫描组件(3)同步移动；
第一扫描组件(2)和第一背光板(5)工作的同时，第二扫描组件(3)和第二背光板(4)关闭，并且第二扫描组件(3)和第二背光板(4)工作的同时，第一扫描组件(2)和第一背光板(5)关闭；
驱动机构驱动第一扫描组件(2)、第二扫描组件(3)、第一背光板(5)和第二背光板(4)沿预设方向行进时，第一扫描组件(2)和第一背光板(5)工作且第二扫描组件(3)和第二背光板(4)关闭；
驱动机构驱动第一扫描组件(2)、第二扫描组件(3)、第一背光板(5)和第二背光板(4)沿预设方向返回时，第二扫描组件(3)和第二背光板(4)工作且第一扫描组件(2)和第一背光板(5)关闭；
所述第一扫描组件(2)包括第一扫描头(21)和分别位于第一扫描头(21)两侧的两个第一正面补光件(22)，所述第二扫描组件(3)包括第二扫描头(31)和分别位于第二扫描头(31)两侧的两个第二正面补光件(32)。
2.根据权利要求1所述的交替式双面扫描仪，其特征在于，第一扫描组件(2)和第二背光板(4)位于所述待扫描空间上方，且第二扫描组件(3)和第一背光板(5)位于所述待扫描空间下方。
3.根据权利要求1所述的交替式双面扫描仪，其特征在于，壳体包括上壳(11)和下壳(12)，上壳(11)内设有水平设置的上滑轨(6)，下壳(12)内设有平行于上滑轨(6)设置的下滑轨(7)，第一扫描组件(2)和第二背光板(4)可滑动安装在上滑轨(6)上，第二扫描组件(3)和第一背光板(5)可滑动安装在下滑轨(7)上。
4.根据权利要求1所述的交替式双面扫描仪，其特征在于，还包括载物托盘；
载物托盘位于所述扫描空间内，载物托盘包括框架(81)和透明载盘(82)，框架(81)中部具有第一安装开口，透明载盘(82)安装在所述第一安装开口处并在框架(81)中部形成放置槽。
5.根据权利要求4所述的交替式双面扫描仪，其特征在于，框架(81)两侧分别设有用于第一扫描组件(2)校准的第一扫描校准区和用于第二扫描组件(3)校准的第二扫描校准区。
6.根据权利要求5所述的交替式双面扫描仪，其特征在于，还包括平衡校准条(9)，框架(81)上还具有第二安装开口，所述第二安装开口位于所述第一安装开口沿第一扫描组件(2)和第二扫描组件(3)移动方向上的一侧，平衡校准条(9)安装在所述第二安装开口处。
7.根据权利要求4所述的交替式双面扫描仪，其特征在于，框架(81)上设有至少三个第一标记和至少三个第二标记，至少三个第一标记和至少三个第二标记分别位于框架(81)上下表面并且分别围绕所述放置槽布置。
8.根据权利要求7所述的交替式双面扫描仪，其特征在于，框架(81)上设有至少三个标记通孔(10)，标记通孔(10)在框架(81)上下表面分别形成所述第一标记和所述第二标记。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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