CN115022481B - 一种图像优化的线性扫描装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像优化的线性扫描装置，包括：扫描装置主体，其至少具备用于承载实体扫描对象的载物台，扫描部，其在横向方向上延伸跨过载物台，并配置为于载物台上方以沿扫描装置主体纵向运动的方式非接触扫描实体扫描对象，其中，扫描部承载有线性扫描阵列，线性扫描阵列包括间隙定向于扫描装置主体横向方向上的多个图像撷取单元，且当多个图像撷取单元的设置间隙沿线性扫描阵列的中心向两侧缩减时，靠近于线性扫描阵列中部的若干相邻图像撷取单元形成的第一重叠视场范围小于相对远离于性扫描阵列中部的若干相邻图像撷取单元形成的第二重叠视场范围。

Description

一种图像优化的线性扫描装置

技术领域

本发明涉及大幅面扫描装置技术领域，尤其涉及一种图像优化的线性扫描装置。

背景技术

扫描仪是利用光电技术和数字处理技术，以扫描或采集图像的方式将之转换成计算机可以显示编辑、储存输出的数字化输入设备，将原始线条、图形、文字、照片等平面对象转换成可编辑的装置，并且可分为打印机、复印机、将各种功能合成为一体的多功能打印机等。

通常，扫描仪存在两种类型，一种是平台式扫描仪，即在文件被固定状态下移动扫描传感器进行图像扫描，另一种是馈纸式扫描仪，即在扫描传感器被固定的状态下移动文件进行图像扫描。

近些年来，用扫描仪装置读取原稿，保存所生成的图像数据并在个人计算机等上使用的机会逐渐增加，为此，市面上已提供了多种图像扫描装置或系统，例如，

CN1588981公开了一种平台式扫描仪，应用于一待扫描对象上，该平台式扫描仪主要包含有：壳体；扫描平台，设置于该壳体的上方，用于置放该待扫描对象；扫描主体，设置于该壳体之中该扫描平台之下，用于对该待扫描对象进行扫描动作，其中包含有软排线；传动机构，设置于该壳体之中该扫描平台之下，带动该扫描主体可以沿着第一方向进行往复的移动；以及软排线调整装置，设置于该壳体之中该扫描平台之下，其一端和该软排线相连，能对该软排线提供拉力，使该软排线平张伸直而与该扫描平台保持距离，进而可防止该软排线在扫描过程中接触该扫描平台。

CN101047770B公开了一种扫描仪控制装置以及扫描仪装置，该扫描仪装置具有生成使读取原稿而得到的图像根据需要进行了旋转的图像数据的功能。该扫描仪装置包括：显示处理部，显示第一图像图案和第二图像图案，其中，第一图像图案表示读取原稿的设置状态，第二图像图案表示读取第一图像图案中的原稿的设置状态的原稿、并以规定的旋转条件进行了旋转时的图像数据的方向；以及确认接受部，接受以规定的旋转条件执行图像数据生成处理的确认。由此可提高用户使用具有生成使读取原稿而得到的图像根据需要进行了旋转的图像数据的功能的扫描仪的操作便利性。

然而现有市面上的大多数平台扫描仪仍普遍存在下述的至少一个或多个缺陷，譬如扫描仪的电气及机械集成度较低，其体积及重量较大，导致占空比增加；其次，部分扫描仪的上手难度较高，一般需要专人演示指导，操作不友好；此外，一些扫描仪的扫描效率低，且在扫描幅面尺寸及厚度范围方面存在较大的局限性，故很难保证在具有较小占空比的同时，满足以低成本大批量获取高清图像的需求。

由此，本发明提出一种具备高集成化或模块化特性，以及具有轻量化的机械运动结构的扫描仪，旨在解决现有技术存在的至少一个或多个技术问题。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种图像优化的线性扫描装置，旨在解决现有技术中存在的至少一个或多个技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种图像优化的线性扫描装置，至少包括：

扫描装置主体，其至少具备用于承载实体扫描对象的载物台，

扫描部，其在横向方向上延伸跨过载物台，并配置为于载物台上方以沿扫描装置主体纵向运动的方式非接触扫描实体扫描对象，

其中，扫描部承载有线性扫描阵列，线性扫描阵列包括间隙定向于扫描装置主体横向方向上的多个图像撷取单元，且多个图像撷取单元具有沿线性扫描阵列的中心向两侧变化的设置间隙。本发明中，沿线性扫描阵列中心向两侧对称分布的相邻扫描相机彼此间形成的第二重叠视场的第二重叠视场范围大于等距分布时的重叠视场范围，即增加了相邻扫描相机彼此重叠视场的重叠面积，将相邻两个扫描相机的重叠视场的面积增大，使得基于相邻扫描相机各自捕获的局部视场图像以通过图像拼接算法合成完整的扫描图像之时所需要参考的共有部分的权重增大，非重叠视场图像的占比减少，从而能够增强在实体扫描对象边缘位置处的经图像拼接后的局部视场图像的可信度，并以此提升局部视场图像的整体成像质量或信噪比。特别地，靠近于中部的扫描相机可能会在亮度及色彩方面提供更好的参考依据，而靠近于边缘位置的扫描相机则会带来不同视角的有利参考价值，而重叠面积的占比越大，使得基于拼接算法而借助于两者之间相互校对和/或借鉴的比重越大，尤其是对于实体扫描对象边缘位置处的扫描成像而言，增加重叠面积的比重对于该部分的图像质量是有利的。其次，对于边缘位置处的扫描相机而言，由于增大了重叠视场的重叠面积，使得盈余视场的占比减小，从而提高该处扫描相机的视场利用率，且由于实体扫描对象边缘位置处同样会存在部分需要记载或录入的重要特征，因此对于边缘位置处的局部视场图像的成像质量应提到与中部位置处的局部视场图像同等重要的优先级之上。

优选地，本发明的线性扫描装置还包括：

可运动支架，其活动连接于扫描装置主体，并配置为沿纵向方向在载物台两侧移动，其中，扫描部的横向两端可拆卸连接至可运动支架；

控制部，其配置为机械和/或通信连接于扫描装置主体、扫描部和/或可运动支架，用于控制可运动支架的运动以及处理经由扫描部采集的实体扫描对象的图像。

优选地，当多个图像撷取单元按照相邻间隙沿线性扫描阵列的中心向两侧缩减的方式排布时，由相邻图像撷取单元于实体扫描对象之上共同形成的若干重叠视场的重叠视场范围彼此不同，

其中，由靠近于线性扫描阵列中部的若干相邻图像撷取单元形成的第一重叠视场范围小于由相对远离于性扫描阵列中部的若干相邻图像撷取单元形成的第二重叠视场范围。

优选地，扫描部还承载有照明组件，照明组件包括与图像撷取单元处于同一中心平面的多个发光单元，

其中，发光单元是按照使照射至实体扫描对象的重合光通量沿线性扫描阵列的中心向两侧递增的方式间隙横向分布的。

优选地，扫描部承载的多个发光单元间的布置间隙沿线性扫描阵列的中心向两侧递减。本发明中，调整光源的配置间隙，使得照射至实体扫描对象中部位置处的重合光通量减小，而相应增加照射至实体扫描对象边缘位置处的重合光通量，以提升对于实体扫描对象边缘位置处的照射效果，从而配合边缘位置处的扫描相机的非等距布置方式将该处的局部视场图像的图像质量进一步提高，且同时由于实体扫描对象中部位置处的光线效果及相应的图像质量本身可能就优于实体扫描对象的边缘位置处，故至少在光线方面不需要投入过多的重视，而且过高的重合光通量可能会对实体扫描对象中部位置处的成像带来较强的反光或过曝光等，因此可以将照射至中部位置处的盈余光通量分散至相较远离中部位置处的实体扫描对象的边缘位置处，以在不改变原有发光单元的输出功率的基础上，充分利用发光单元自身所能提供的光线。

优选地，扫描装置主体靠近载物台的至少部分被构造为横向贯通的空腔，可运动支架于扫描装置主体两侧的悬臂通过横穿该空腔的横梁相连。

优选地，扫描装置主体的顶部空腔两侧构造有用于可运动支架的悬臂移动的导轨，且扫描部横向两端分别与悬臂结构连接。

优选地，扫描装置主体内设置有用于驱动可运动支架的驱动组件，驱动组件包括传动皮带和步进电机，其中，传动皮带传动地连接于可运动支架和步进电机，以在步进电机驱动下，传动皮带带动与其连接的可运动支架沿扫描装置主体纵向运动。

优选地，扫描部内设置有用于调节由多个图像撷取单元构成的线性扫描阵列与实体扫描对象于竖向上的扫描间隙的调节组件，调节组件包括机械连接于线性扫描阵列的可调节丝杠。

优选地，控制部包括信号连接的输出装置和输入装置，其中，

输入装置用于编辑针对可运动支架和扫描部的控制调节参数，

输出装置用于展示针对可运动支架和扫描部的控制调节结果以及针对实体扫描对象的图像处理结果。

本发明的有益技术效果包括：本发明提供了一种大幅面非接触式扫描仪，具备高度集成的线性多镜头相机，与模块化、电气化、轻量化的运动结构高度集成，使得占空比很小，同时表现出质量轻、安装简便等多项优点；其次，该扫描仪制造成本低，具有友好的操作界面，显著减少学习成本；特别地，由于具备由多个高精度镜头组成的线性扫描阵列，使得本发明扫描仪具备优异的扫描效率，在占用空间小的同时，具有扫描幅面尺寸和厚度范围优势，满足以更低成本大批量获取高清图像素材的需求，更显著的一点则是，能够适应市面上几乎所有印刷设备的幅面尺寸。

附图说明

图1是本发明提供的一种优选实施方式的图像优化的线性扫描装置的结构示意图；

图2是本发明提供的一种优选实施方式的图像优化的扫描部的结构示意图；

图3是一种可选实施方式下以等间距排布的多个图像撷取单元于实体扫描对象上形成重叠视场时的示例图；

图4是本发明提供的一种优选实施方式的以非等间距排布的多个图像撷取单元于实体扫描对象上形成重叠视场时的示例图；

图5是现有技术中相邻图像撷取单元对同一实体扫描对象形成重叠视场时的示例图；

图6是本发明提供的一种优选实施方式的可运动支架内部的结构示意图。

附图标记列表

1：扫描装置主体；2：载物台；3：扫描部；4：可运动支架；5：控制部；6：图像撷取单元；10：设置间隙；20：重叠视场范围；30：盈余视场；40：第一设置间隙；50：第二设置间隙；60：第一重叠视场范围；70：第二重叠视场范围。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明提供了一种图像优化的线性扫描装置，如图1所示，可以包括：

扫描装置主体1，其至少具备用于承载实体扫描对象的载物台2；

可运动支架4，其活动连接于扫描装置主体1，并配置为沿纵向方向在载物台2两侧移动；

扫描部3，其在横向方向上延伸跨过载物台2，并配置为以随可运动支架4的移动而于载物台2上方运动的方式可拆卸连接至可运动支架4，其中，扫描部3承载有线性扫描阵列，该线性扫描阵列包括间隙定向于横向方向上的多个图像撷取单元6，用于在可运动支架4的带动下以非接触方式可移动地扫描承载于载物台2之上的实体扫描对象；

控制部5，其配置为机械和/或通信连接于扫描装置主体1、扫描部3以及可运动支架4，可用于控制可运动支架4的移动以及处理经由扫描部3扫描获取的实体扫描对象的图像。

根据一种优选实施方式，如图1所示，扫描装置主体1的可运动支架4可由分布于扫描装置主体1两侧的悬臂结构连接组成，即，扫描装置主体1靠近载物台2一侧的至少部分实体被构造为横向贯通的空腔，两个悬臂可通过一横穿该空腔的轴体或横梁相连，且空腔的两侧可构造出用于悬臂移动的导轨，而该空腔则可配置为可运动支架4的可运动空间。进一步地，通过固定件(例如螺栓)可将用于扫描实体扫描对象的扫描部3两端分别与可运动支架4的悬臂结构连接固定，以能够通过可运动支架4驱动扫描部3沿纵向移动。优选地，可运动支架4为高精度运动滑台，体积小，结构紧凑且精度高。

根据一种优选实施方式，扫描装置主体1内可设置有用于驱动可运动支架4运动的驱动组件。具体地，该驱动组件可包括T型传动皮带和步进电机，其中，T型传动皮带可与可运动支架4机械连接，步进电机机械传动连接于T型传动皮带。特别地，在步进电机的机械驱动下，T型传动皮带在扫描装置主体1的竖直平面内产生运动，并可通过自身运动带动与其机械连接的可运动支架4沿扫描装置主体1纵向运动。优选地，本发明中，为了精确控制扫描部3的步进扫描速度，可设置例如光栅尺等步进检测组件来实时检测可运动支架4或扫描部3的步进精度。在一些可选实施方式下，可运动支架4或扫描部3的步进速度可控制在0cm/s～50cm/s。

根据一种优选实施方式，驱动组件的T型传动皮带可连接于可运动支架4的悬臂间的轴体或横梁，以在步进电机的机械驱动下，T型传动皮带驱动该轴体或横梁沿扫描装置主体1纵向运动，从而带动可运动支架4的两个悬臂运动，以完成通过可运动支架4以带动扫描部3于载物台2上方运动从而对实体扫描对象进行非接触式扫描之目的。

根据一种优选实施方式，为了使纸质的实体扫描对象尽可能充分贴合于载物台2而不至于出现翘起、卷边、褶皱等影响扫描图像质量的现象，本发明中，扫描装置主体1顶部的载物台2可配置为吸风平台。具体地，例如可在载物台2，譬如中部或四周至少部分区域处构造吸风口或吸风槽(图中未示出)，并且可在载物台2远离实体扫描对象的背侧设置抽吸组件(例如抽风设备)，该抽吸组件的抽气口连通至载物台2的吸风槽或吸风口。进一步地，通过抽吸组件提供负压环境，使得实体扫描对象能够在环境大气压作用下贴靠载物台2。特别地，为了增强对实体扫描对象的吸附能力，吸风口优选以高密度排列。

根据一种优选实施方式，在对本发明的载物台2引入吸风口或吸风槽结构后，为了避免纸质的实体扫描对象因过强抽吸力而被引入至吸风口或吸风槽内，优选可在载物台2与实体扫描对象之间设置用于物理隔断实体扫描对象与吸风口或吸风槽的网状挡板，并且网状挡板的网格优选以小直径、高密度的方式进行排布。

根据一种优选实施方式，如图1和图2所示，本发明中，扫描部3具有大致呈长方体的壳体，该壳体内部安装有多镜头线性扫描阵列。优选地，该线性扫描阵列由定向于横向方向上的多个图像撷取单元6间隙排列组成。可选地，图像撷取单元6可以是照相机、摄像机等图像采集设备。

具体地，在本发明中，图像撷取单元6为扫描相机，且扫描相机的镜头优选采用高分辨率的成像质量稳定的定焦镜头，其中，视域采集每镜头最优部分，以能够完全覆盖相机图像传感器(CCD传感器或CMOS传感器)的尺寸。特别地，本发明中扫描相机的数量例如可以为5个、6个，或是其它奇数或偶数数目。需要理解的是，本发明中对于各元件数量的说明只是为了便于理解，而不应视为对于本发明结构的限制。

进一步地，扫描部3内部设置有光源，且光源配置可以为条形或线性光源，光源与镜头和/或相机处于同一个中心平面，且光源光线的出射方向与相机镜头及图像传感器的接收方向一致。特别地，扫描部3内部光源可以是LED灯。

根据一种优选实施方式，如图1所示，本发明的控制部5可以包括彼此机械和/或信号连接的输出装置和输入装置，且该控制部5优选设置于扫描装置主体1沿纵向的一端。具体地，控制部5的输出装置可包括显示屏、声光警报器等。输入装置可包括由鼠标、键盘、麦克风等部件构成的操作台。优选地，通过控制部5的操作台可以编辑输入控制调节参数，以控制可运动支架4沿扫描装置主体纵向的运动，并且通过控制部5的处理器可以对经由扫描部3采集的图像进行图像处理、拼接操作，而针对本发明的扫描装置的控制调节及图像处理优化过程及结果均能够在输出装置的显示屏上实时展示，若扫描装置运行过程出现问题，则通过声光警报器可以向操作人员发出预警信息。

根据一种优选实施方式，当扫描部3内的扫描镜头于扫描区域或图像采集区域内出现错位时，可通过校准软件调校焦点以使所有扫描镜头的焦点重新处于同一水平线之上。优选地，每个镜头均配置有独立的驱动马达，以及可通过各自独立的校准软件对其焦点进行校准，而针对于各独立驱动马达的调节则可通过控制部5完成。

根据一种优选实施方式，通常认为，扫描部3内布置的多个扫描相机总是以等间距的形式进行排列是有利于图像的捕获及拼接的，因为这便于扫描仪以几乎同等视场大小的总视场图像或局部图像进行图像的拼接，以最终获得关于实体扫描对象(例如以纸质载体为基础的档案、函件、书稿、发票、账单、照片及图画等)的电子图像并能够于外部计算机设备上输出、编辑及保存。而另一方面，光源的布置方式也总是以常规的由一个或多个线性或点状光源间隔排布的方式配置在扫描相机的同侧或对侧，以期望光源的出射光线能够将扫描相机视场内的实体扫描对象的幅面均匀点亮，使得经由扫描相机捕获的至少一个或多个局部视场图像能够以几乎是以相同的亮度存在，从而减小在经由图像拼接输出实体扫描对象的总视场图像之时，因亮度差异而造成在局部图像处产生预期之外的模糊、图像劣化。

然而，本发明发现，等距的排布方式可能无法很好地达到预期的成像效果，相反的是，非等距(例如规律性地渐缩或渐增排布，或是以无任何可循规律的间隙进行排布)的扫描相机及光源的布置方式可能会更有利于扫描仪的最终成像效果，譬如提高扫描图像的清晰度、亮度及色彩对比度，减小伪像以及残影的产生，从而减轻复制后的图像的非线性失真(譬如色彩失真)以及可读性的降低。

特别地，尤其是当原始的实体扫描对象的表面存在例如粘结、折痕、波动以及极小尺度的扭曲时，通过常规的排布方式可能无法获取高质量的电子图像，尤其是对于实体扫描对象的边缘位置处的成像结果而言，这种非线性失真的现象可能会被无限放大。而若直接将边缘位置处的光源的功率增强，相应的成像效果也并无显著改善，相反增加了不必要的能源消耗，导致成本增加，并且过强的光照可能会造成预期外的反光或过曝光。

根据一种优选实施方式，在本发明中，组成线性扫描阵列的多个扫描相机是按照其彼此的间距由扫描阵列中心沿横向方向向两侧逐渐减小的方式进行设置的，即越靠近扫描阵列中部的相邻扫描相机之间的设置间隙总是大于扫描阵列两侧端部相邻扫描相机之间的设置间隙的。具体地，设置间隙的减小方式例如以包括但不限于等差缩减、等比缩减或非线性缩减的方式进行变化，且优选地，设置间隙的具体取值范围与特定的线性或非线性函数相关，而该函数则与扫描相机的性能参数(例如镜头分辨率、相机焦距)，实体扫描对象、扫描相机镜头、扫描相机内的偏光装置及相机图像传感器彼此之间的距离和/或角度有关，且该距离和/或角度关乎到沿扫描方向将实体扫描对象转化为电子图像时的稳定性。特别地，相关设计开发人员可依据关联于上述因素的函数设定具体的设置间隙。

根据一种优选实施方式，本发明中之所以将多个扫描相机按照相邻间隙沿扫描阵列中心向两侧线性或非线性递减的方式进行排布，是考虑到针对现有技术中：当线性扫描阵列中的多个扫描相机均被抬升至相同高度时，由于每个扫描相机所能捕获的总视场图像几乎是已知且相同的，且通常处于扫描阵列中部的扫描相机由于视角、方位及中部光线集中度的影响被认为能够捕获更多记载于实体扫描对象之上的文字及图案特征，而处于线性扫描阵列两侧或边缘位置处的扫描机则由于视角及边缘光线较分散或暗淡，或是周边机械结构及其材质对于光线的反射及产生的阴影等缘故，通过其捕获的电子图像可能会在边缘位置处出现非预期的模糊、灰度或色彩偏差等，并且关于实体扫描对象的总视场图像通常是通过将由中部的扫描相机与分布与其两侧的扫描相机捕获的若干局部视场图像进行拼接的方式而形成的，故基于上述分布于不同方位的扫描相机所捕获的局部视场图像可能存在的问题，最终经由局部视场图像拼接形成的总视场图像可能会表现出亮度、色彩和/或灰度等方面的局部差异，从而降低了总视场图像的整体质量且进一步降低总视场图像中记载的部分内容的可阅读性。

根据图3所示的一种优选实施方式，现有技术在将多个图像撷取单元6按照等间距方式排布于实体扫描对象的对侧以执行相应的图像捕获任务之时，相邻图像撷取单元6彼此间具有相同的设置间隙10，且由于在同一高度下各图像撷取单元6的视场相同，故由各图像撷取单元6于实体扫描对象之上形成的重叠视场几乎也是等距的，且各重叠视场具有相同的重叠视场范围20。然而，当各图像撷取单元6以等间距排布时，尤其是对于大多数扫描仪设备而言，图像撷取单元6的设置点位在最开始就已确定并且是固定的，若需要灵活调节图像撷取单元6的位置而增设额外的移动组件，这通常也是不被采纳的，因为这无疑需要将扫描部3的内部结构作重新设计并依此搭建相应的电子及机械构件，这将带来额外的设计生产成本。为了便于说明，此后的图像撷取单元6均用扫描相机进行替代说明。

进一步地，在各扫描相机以如图3所示的等间距方式进行排布时，可能会造成线性扫描阵列两侧的扫描相机具有未被完全利用的盈余视场30，尤其是通过本发明的大幅面扫描仪扫描一些幅面相对较小的实体扫描对象之时，由于中部的若干扫描相机可能无法完全覆盖实体扫描对象的完整幅面，需要通过两侧的扫描相机弥补扫描视场的不足，而两侧扫描相机的有效视场通常可能只有很小的一部分，即通过其捕获的实体扫描对象的边缘位置处的图像才是使用者所需要的，而位于线性扫描阵列两侧的扫描相机所捕获的局部视场图像之中可能会存在除实体扫描对象之外的其他非必须扫描对象，而这些非必须扫描对象对于实体扫描对象的扫描成像往往是有害的，即便是通过后期图像处理算法将该干扰进行修正，但由于非必须扫描对象带来的光线反射、折射等干扰使得该修正的效果也是有限的，并且在具有大量干扰的基础上进行图像修正也会增加处理难度和耗费大量的计算资源。

根据图4所示的一种优选实施方式，在本发明中，当将线性扫描阵列的多个扫描相机按照相邻间隙沿扫描阵列中心向两侧线性或非线性递减的方式进行排布时，靠近于线性扫描阵列中部的相邻扫描相机与向两侧排布的相邻扫描相机之间的设置间隙是不同的。具体地，靠近于线性扫描阵列中部且关于阵列中心对称的若干相邻扫描相机之间的第一设置间隙40是大于沿线性扫描阵列中心向两侧对称分布的若干相邻扫描相机之间的第二设置间隙50的。其次，由于第一设置间隙40大于第二设置间隙50，扫描相机各自视场所覆盖的幅面尺寸产生改变，使得位于线性扫描阵列两侧的扫描相机的视场向中部迁移，且同时各扫描相机于实体扫描对象之上形成的重叠视场范围也发生改变，即由位于线性扫描阵列中部且关于阵列中心对称的相邻扫描相机彼此间形成的第一重叠视场的第一重叠视场范围60小于由沿线性扫描阵列中心向两侧对称分布的相邻扫描相机彼此间形成的第二重叠视场的第二重叠视场范围70。

特别地，现有技术在通过图像拼接算法输出第二重叠视场及其相邻两侧的实体扫描对象的局部扫描图像时，是将由重叠视场范围20两侧的独立扫描相机各自扫描的局部视场图像进行拼接而完成的，即如图5所示，实体扫描对象的局部扫描图像可由重叠视场范围20内的重叠视场图像和位于重叠视场范围20两侧的由相邻两个扫描相机各自捕获的非重叠视场图像构成，这意味着，重叠视场范围20内的重叠视场图像至少是以来自于不同视角的至少两个扫描相机所捕获的图像为基础拼接而成的。

而在本发明中，相较于现有技术，沿线性扫描阵列中心向两侧对称分布的相邻扫描相机彼此间形成的第二重叠视场的第二重叠视场范围70大于重叠视场范围20，即增加了相邻扫描相机彼此重叠视场的重叠面积，这是考虑到，相较靠近于中部的扫描相机所捕获的局部视场图像可能在图像亮度及色彩上具有较好的表现，而相较靠近于边缘的扫描相机虽在亮度及色彩上可能不及中部扫描相机，但其可提供不同于中部扫描相机的成像视角，尤其是可减少或防止仅在一个视角之中可能出现的遮蔽，故将相邻两个扫描相机的重叠视场的面积增大，使得基于相邻扫描相机各自捕获的局部视场图像以通过图像拼接算法合成完整的扫描图像之时所需要参考的共有部分(即图像拼接时需要处理的重叠面积)的权重增大，非重叠视场图像的占比减少，从而能够增强在实体扫描对象边缘位置处的经图像拼接后的局部视场图像的可信度，并以此提升局部视场图像的整体成像质量或信噪比。

换而言之，靠近于中部的扫描相机可能会在亮度及色彩方面提供更好的参考依据，而靠近于边缘位置的扫描相机则会带来不同视角的有利参考价值，而重叠面积的占比越大，使得基于拼接算法而借助于两者之间相互校对和/或借鉴的比重越大，尤其是对于实体扫描对象边缘位置处的扫描成像而言，增加重叠面积的比重对于该部分的图像质量是有利的。其次，对于边缘位置处的扫描相机而言，由于增大了重叠视场的重叠面积，使得盈余视场30的占比减小，从而提高该处扫描相机的视场利用率，且由于实体扫描对象边缘位置处同样会存在部分需要记载或录入的重要特征(例如人名、地址、日期或是印章等信息条款)，因此对于边缘位置处的局部视场图像的成像质量应提到与中部位置处的局部视场图像同等重要的优先级之上。

另一方面，当扫描部内的位于线性扫描阵列同侧或对侧的光源是由一个或多个线性/条形发光单元构成时，至少一个或多个线性/条形发光单元与各扫描相机彼此间布置方式相同，即按照沿扫描阵列中心向两侧线性或非线性递减的方式进行排布。优选地，将光源按照同样的方式进行设置，是为了提供更为合理的光线覆盖度或照射面积于实体扫描对象之上，以配合扫描相机的非等间距布置方式捕获关于实体扫描对象的若干个局部视场图像从而实现图像拼接。

一般而言，由于实体扫描对象边缘位置处的特殊性，以及周边结构物材质及构造产生的光线掩蔽、反射及折射作用，位于实体扫描对象中部或中央位置处的光源所提供的光照强度相较于其相邻边缘处的光照强度可能会更强，而在发光单元等间距排布之时，理想状态下是期望实体扫描对象幅面之上所接收的光照均匀，且重合光通量几乎一致，然而实际则是实体扫描对象中部或中央位置处所接收的光照是来自于其上方的几乎正对的发光单元和相邻两侧的以斜向进行照射的发光单元共同复合出射的光线，而位于实体扫描对象边缘位置处所接收的光照则是来自于靠近中部的以斜向进行照射的发光单元和该边缘位置几乎正上方的发光单元共同复合出射的光线，基于上文所述内容可知，边缘位置处的发光单元由于位置的特殊性所能提供至实体扫描对象边缘幅面上的光照强度本身就弱于中部的发光单元，因此越靠近实体扫描对象中部或中央位置处的部分幅面所接收到的实际或重合光通量是大于实体扫描对象边缘位置处的部分幅面所接收到的光通量的。

进一步地，由于靠近于实体扫描对象中部位置处的发光单元产生有效光照的能力优于边缘位置处的发光单元，和/或靠近于实体扫描对象中部位置处的部分幅面利用有效光照的能力优于边缘位置处的部分幅面，因此实际则是提供至实体扫描对象中部位置处的重合光通量可以低于等距设置发光单元时所带来的重合光通量，即将相邻发光单元的布置间距按照沿线性扫描阵列的中心向两侧线性或非线性递减的方式进行设置，使得照射至实体扫描对象中部位置处的重合光通量减小，而相应增加照射至实体扫描对象边缘位置处的重合光通量，以提升对于实体扫描对象边缘位置处的照射效果，从而配合边缘位置处的扫描相机的非等距布置方式将该处的局部视场图像的图像质量进一步提高，且同时由于实体扫描对象中部位置处的光线效果及相应的图像质量本身可能就优于实体扫描对象的边缘位置处，故至少在光线方面不需要投入过多的重视，而且过高的重合光通量可能会对实体扫描对象中部位置处的成像带来较强的反光或过曝光等，因此可以将照射至中部位置处的盈余光通量分散至相较远离中部位置处的实体扫描对象的边缘位置处，以在不改变原有发光单元的输出功率的基础上(即不额外增加过多的能源消耗)，充分利用发光单元自身所能提供的光线。

特别地，尤其是当需要通过扫描仪扫描例如油画、水彩画或是水墨书法等可能具有较高价值的实体扫描对象时，此类实体扫描对象的纸张对于光照强度及热值的敏感度会更高，这是由于此类实体扫描对象的纸张(例如油画纸、宣纸等)性质与常规的档案、函件或书稿一类纸张的性质一般不同，此类实体扫描对象的纸张可能会更多考虑光敏性及热敏性的因素，众所周知，例如在进行油画等物品的展览时，通常拍照及高强度光线的照射都是不被允许的，因为闪光灯及高光强，或是由于高光强而引发的热值升高可能会使原本附着于纸面上的文字及图案与纸面间产生化学反应，而导致油墨分解褪色等，故过高的光通量应是被极力避免的。进一步地，而通常对于这类实体扫描对象而言，中部区域基本涵盖了最主要的文字或图案特征，而四周边缘处通常为了用于装裱或基于作业要求，基本不会包含过多重要特征，因此在本发明中，将靠近于实体扫描对象中部区域的重合光通量减少，能够有效避免在对此类实体扫描对象进行扫描成像时，对其本体产生一定程度的损害，而该损害通常是不可逆的，从而进一步防止预期外的经济损失。

根据一种优选实施方式，在本发明中，线性扫描阵列中的多个扫描相机可被固定至同一载体之上，并可通过高精度的双丝杠无极调节线性扫描阵列的高度(即线性扫描阵列与实体扫描对象之间的间距)，使得多个扫描相机可同时被抬升至同一高度。特别地，图6示出了一种优选实施方式下可运动支架4内部结构示意图，且具体示出了一种丝杠驱动结构，当需要调节线性扫描阵列与实体扫描对象间的竖向间距时，例如可通过控制图6所示的丝杠的顺时针或逆时针转动，以控制与丝杠机械连接的线性扫描阵列的上下运动。

在另外一些可选实施方式中，各扫描相机也可采用非固定设置，而是通过各自独立的驱动组件调节各扫描相机彼此相对于实体扫描对象的高度，以使各扫描相机可以彼此不完全相同的纵向间距而布置在实体扫描对象的对侧以执行局部视场图像的捕获任务。

根据一种优选实施方式，本发明的扫描装置具备宽范围的扫描幅面和扫面厚度，最大平面尺寸可达1150×1500mm，该幅面尺寸适用于市面上几乎所有的印刷机幅面；此外，扫描厚度最高可达25mm，基本涵盖常用的纸张厚度规格。

根据一种优选实施方式，在通过本发明所述的扫描装置执行针对待扫描对象的扫描成像任务之时，可通过如下方式进行操作。具体地，待扫描装置通电后，将待扫描对象，即附着有文字和/或图案的纸质扫描对象按摆放要求容置于扫描装置规定的传输或扫描区域，即载物台2之上，以使扫描装置能够执行后续的扫描成像之操作。进一步地，在待扫描对象到达或处于扫描区域后，扫描装置开始执行沿垂直纸面方向的高度自校准任务，并在高度自校准任务完成后，沿步进扫描方向进行运动并执行电气系统自检任务。待自校准或检测任务执行完毕后，扫描装置的警示单元会以声和/或光的形式输出相应的提示信号，例如当警示单元为报警灯时，将以绿色灯光示意装置正常，且同时扫描装置机身表面的操作单元，即可触摸操作屏处于可操作状态。根据待扫描纸张的厚度通过可触摸操作屏设置高度数值，待扫描装置的相关扫描组件抬升至设定高度之时，执行对待扫描对象的扫描成像。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

Claims (9)

1.一种图像优化的线性扫描装置，其特征在于，包括：

扫描装置主体(1)，其至少具备用于承载实体扫描对象的载物台(2)，

扫描部(3)，其在横向方向上延伸跨过载物台(1)，并配置为于所述载物台(1)上方以沿所述扫描装置主体(1)纵向运动的方式非接触扫描所述实体扫描对象，

其中，

所述扫描部(3)承载有线性扫描阵列，所述线性扫描阵列包括间隙定向于所述扫描装置主体(1)横向方向上的多个图像撷取单元(6)，且所述多个图像撷取单元(6)具有沿所述线性扫描阵列的中心向两侧变化的设置间隙(10)，

当所述多个图像撷取单元(6)按照相邻设置间隙(10)沿所述线性扫描阵列的中心向两侧缩减的方式排布时，由相邻所述图像撷取单元(6)于所述实体扫描对象之上共同形成的若干重叠视场的重叠视场范围(20)彼此不同，

其中，由靠近于所述线性扫描阵列中部的若干相邻图像撷取单元(6)形成的第一重叠视场范围(60)小于由相对远离于所述线性扫描阵列中部的若干相邻图像撷取单元(6)形成的第二重叠视场范围(70)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

可运动支架(4)，其活动连接于所述扫描装置主体(1)，并配置为沿纵向方向在所述载物台(2)两侧移动，其中，所述扫描部(3)的横向两端可拆卸连接至所述可运动支架(4)；

控制部(5)，其配置为机械和/或通信连接于所述扫描装置主体(1)、扫描部(3)和/或可运动支架(4)，用于控制所述可运动支架(4)的运动以及处理经由所述扫描部(3)采集的所述实体扫描对象的图像。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扫描部(3)还承载有照明组件，所述照明组件包括与所述图像撷取单元(6)处于同一中心平面的多个发光单元，

其中，

所述发光单元是按照使照射至所述实体扫描对象的重合光通量沿所述线性扫描阵列的中心向两侧递增的方式间隙横向分布的。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述扫描部(3)承载的多个发光单元间的布置间隙沿所述线性扫描阵列的中心向两侧递减。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述扫描装置主体(1)靠近所述载物台(2)的至少部分被构造为横向贯通的空腔，所述可运动支架(4)于所述扫描装置主体(1)两侧的悬臂通过横穿该空腔的横梁相连。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述扫描装置主体(1)的顶部空腔两侧构造有用于所述可运动支架(4)的悬臂移动的导轨，且所述扫描部(3)横向两端分别与所述悬臂结构连接。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述扫描装置主体(1)内设置有用于驱动所述可运动支架(4)的驱动组件，所述驱动组件包括传动皮带和步进电机，其中，

所述传动皮带传动地连接于所述可运动支架(4)和步进电机，以在所述步进电机驱动下，所述传动皮带带动与其连接的可运动支架(4)沿所述扫描装置主体(1)纵向运动。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述扫描部(3)内设置有用于调节由所述多个图像撷取单元(6)构成的线性扫描阵列与所述实体扫描对象于竖向上的扫描间隙的调节组件，所述调节组件包括机械连接于所述线性扫描阵列的可调节丝杠。

9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制部(5)包括信号连接的输出装置和输入装置，其中，

输入装置用于编辑针对可运动支架(4)和扫描部(3)的控制调节参数，

输出装置用于展示针对可运动支架(4)和扫描部(3)的控制调节结果以及针对所述实体扫描对象的图像处理结果。