WO2014134890A1 - 图像处理装置及图像数据校正方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an image processing apparatus and an image data correction method for generating document medium image data by scanning an image medium such as paper, a form, or the like by an optical image sensor reading device. Background technique
  • a scanner device such as an optical image sensor is used to scan a document medium such as a paper or a form to generate image data of a document medium
  • the information processing device such as a CPU performs high-speed recognition and processing of the machine, thereby realizing The information processing of the document processing business such as the form is efficient.
  • the image sensor is an array of more than 1000 CMOS photosensitive elements made of Si wafers, one photosensitive element is one pixel.
  • the voltages outputted by the respective photosensitive devices and the amplifying circuits are different in size, so that the image brightness data formed in the image processing device is also different, causing the image to produce an uneven brightness region, which seriously affects the image quality, thereby affecting image recognition. result.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide an image processing apparatus having a function of correcting the gradation value of image data, ensuring that the brightness of the output image is uniform, thereby ensuring image quality and avoiding affecting the image recognition result.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an image data correction method for ensuring that image data collected by the image processing apparatus has a uniform gradation.
  • the image processing device includes: an image sensing unit for collecting image information of a reference white paper, a reference black paper, and a medium to be processed; and a storage unit for storing image information collected by the image sensing unit and a control parameter and an image processing parameter of the image sensing unit; a control processing unit for automatically controlling the image sensing unit and the storage unit, and scanning a reference blank paper according to the image sensing unit Calculating a deviation compensation coefficient with the gray scale data outputted at a bright level and a dark level formed by a reference black paper, and using the offset compensation coefficient to correct the gray scale data output by the image sensing unit after acquiring image information of the medium to be processed .
  • the image sensing unit comprises a row of illuminators and an array of a plurality of photosensitive elements
  • the control processing unit comprising an AD data converter
  • Any photosensitive element of the image sensing unit for receiving a reflective signal of the reference white paper and receiving a reflective signal of the reference black paper, and reflecting the reflective signal of the reference white paper and the reference black paper
  • the reflective signal is converted into a voltage signal
  • the color information is any one or any combination of a red component, a blue component, a green component, a brightness, a chroma, and a hue.
  • the image processing apparatus can control the processing unit according to the image data of the reference white paper and the reference black paper, the offset compensation coefficient of each pixel can be calculated, and the deviation compensation coefficient can be used to correct the image sensor unit to collect and output each The data of the image pixels, so the image sensing unit output data is calibrated, eliminating the influence of the inconsistency of each photosensitive element of the image sensing unit on the image gradation, thereby ensuring the authenticity of the document medium image and facilitating identification. The effect is improved.
  • FIG. 1 is a schematic structural view of a module of an image processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of a structure of a banknote discriminating apparatus using the image processing apparatus shown in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a flowchart of a method for correcting image data according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the image processing apparatus includes an image sensing unit, a storage unit, and a control processing unit, wherein the image sensing unit includes a row of illuminators and a plurality of photosensitive elements (photosensitive) An array of components 1, a photosensitive element 2, a photosensitive element X), the image sensing unit is configured to collect image information of the medium; the storage unit is configured to store the image information and control parameters and image processing of the image sensing unit a parameter; the control processing unit is configured to automatically control the image sensing unit and the storage unit, and output gray according to the image sensing unit scanning a bright level and a dark level formed by a reference white paper and a reference black paper
  • the degree data calculates a deviation compensation coefficient, and uses the deviation compensation coefficient to correct data of each image pixel collected and output by the image sensing unit.
  • the light level output gray scale data of any photosensitive element of the image sensing unit scanning the reference white paper is expressed as SWi, and any photosensitive element of the image sensing unit scan
  • the pixel deviation compensation coefficient Ki 255 / (SWi - SBi) of the photosensitive element.
  • the image information collected by the image sensing unit mainly refers to color information or brightness information of the image, wherein the color information is at least one of a red component, a blue component, a green component, a brightness, a chroma, and a hue.
  • control processing unit further includes a data converter for converting the analog signal input by the image sensing unit into a digital gray signal.
  • the image processing apparatus provided in this embodiment can be applied to a banknote discriminating device, as shown in FIG. 2,
  • the bill discriminating module comprises an image processing device provided by the present invention, a CPU and a communication module of an external main control module, wherein the image processing device is configured to collect images, magnetic and electric signals of the paper document medium, and process the collected signals. Signal, generate image, and correct image, output real document media image for identification; communication module is used to complete communication between image processing device and main control module; CPU is used to assist in processing control and communication of the image processing device Process and various other process controls.
  • the image data correction method provided in this embodiment includes:
  • Step 1 the image sensing unit collects image information of a reference white paper, and outputs its gray scale data SWi;
  • the illuminator in the image sensing unit is caused to emit light
  • the photosensitive element in the image sensing unit receives the reflective signal of the reference white paper, and converts the optical signal into a voltage signal
  • the AD data converter in the control processing unit converts the voltage signal A digital signal is used, and the data in the digital signal is stored as gradation data SWi of the reference white paper in the storage unit.
  • Step 2 The image sensing unit collects image information of a reference black paper and outputs gray scale data thereof
  • the illuminator in the image sensing unit is caused to emit light
  • the photosensitive element in the image sensing unit receives the reflective signal of the reference black paper, and converts the optical signal into a voltage signal
  • the AD data converter in the control processing unit converts the voltage signal A digital signal is used, and the data in the digital signal is stored as gradation data SBi of the reference black paper in the storage unit.
  • step 1 and step 2 can interchange the execution order.
  • Step 4 collecting image information of the medium to be processed, and acquiring gray scale data Xi;

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Abstract

一种图像处理装置及其图像数据校正方法，该方法包括：步骤1，图像传感单元采集一基准白纸的图像信息，且输出其灰度数据SWi；步骤2，图像传感单元采集一基准黑纸的图像信息，且输出其灰度数据SBi；步骤3，逐点计算该图像传感单元的像素偏差补偿系数Ki，并将其存入一存储单元中，其中Ki=255/（SWi-SBi）；步骤4，采集待处理介质的图像信息，且输出其灰度数据Xi；以及步骤5，按照公式Xi'=Ki*（Xi-SBi）校正该待处理介质的灰度数据。图像数据经过校准以后，消除了图像传感单元每个感光元件不一致性对图像灰度造成的影响，从而保证了文档介质图像的真实性，有利于识别效果的提高。

Description

图像处理装置及图像数据校正方法
本申请要求于 2013 年 3 月 5 日提交中国专利局、 申请号为 201310069890.7、 发明名称为 "图像处理装置及其图像数据校正方法"的中国 专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及一种利用光学图像传感器读取装置扫描例如纸张，帐票等文档 介质， 从而生成文档介质图像数据的图像处理装置及其图像数据校正方法。 背景技术
在金融机关或企业团体中，使用光学图像传感器等扫描仪装置，扫描例如 纸张， 帐票等文档介质， 生成文档介质的图像数据， 并由 CPU等信息处理设 备进行机器高速识别和处理，从而实现帐票等文档处理业务的信息化，高效化。
使用光学图像传感器等扫描仪装置扫描例如纸张，帐票等文档介质， 由于 图像传感器是由 1000多个以 Si晶片制成的 CMOS感光元件多段拼接而成的 阵列， 一个感光元件就是一个像素， 在每一个像素位置都有一个放大器， 这 1000多个感光器件和放大电路的电气特性相互之间存在较大的不一致性， 因 此造成图像传感器在扫描颜色亮度均一的纸张时（即在同一均匀辐射输入下）， 各个感光器件和放大电路输出的电压有大小的不同，从而在图像处理装置中形 成的图像亮度数据也不同，使图像产生亮度明暗不均的区域，严重影响图像质 量， 从而影响图像识别结果。
发明内容 本发明要解决的技术问题是提供一种图像处理装置，该图像处理装置具有 校正图像数据灰度值的功能，确保其输出的图像亮度均匀，从而保证图像质量， 避免影响图像识别结果。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种图像数据校正方法，确保上述图 像处理装置采集的图像数据具有一致性的灰度。
该图像处理装置包括： 一图像传感单元， 用以采集一基准白纸、一基准黑 纸和待处理介质的图像信息；一存储单元，用以存储所述图像传感单元采集的 图像信息以及所述图像传感单元的控制参数和图像处理参数； 一控制处理单 元，用以自动控制所述图像传感单元和所述存储单元，且根据所述图像传感单 元在扫描由一基准白纸和一基准黑纸形成的亮电平和暗电平时输出的灰度数 据计算偏差补偿系数，并用该偏差补偿系数去校正所述图像传感单元在采集待 处理介质的图像信息后输出的灰度数据。
优选的，所述图像传感单元包括一排发光器和一个由多个感光元件组成的 阵列， 所述控制处理单元包括 AD数据转换器， 其中，
所述图像传感单元任一感光元件，用以接收所述基准白纸的反光信号以及 接收所述基准黑纸的反光信号，并将所述基准白纸的反光信号和所述基准黑纸 的反光信号转换成电压信号；
所述 AD数据转换器，用以将基准白纸的电压信号和基准黑纸的电压信号 转换成数字信号，基准白纸的数字信号作为基准白纸的灰度数据 SWi，基准黑 纸的数字信号作为基准黑纸的灰度数据 SBi，所述图像传感单元的任一感光元 件的像素偏差补偿系数 Ki=255/(SWi-SBi)。
优选的，所述图像传感单元任一感光元件，还用以接收所述待处理介质的 反光信号， 并将所述待处理介质的反光信号转换成电压信号； 所述 AD数据转换器， 还用以将待处理介质的电压信号转换成数字信号， 待处理介质的数字信号作为待处理介质的灰度数据 ， 经校正后所述待处理 介质的灰度数据 Xi'=Ki X (Xi-SBi 优选的： 所述图像信息是图像的颜色信息或亮度信息。
优选的， 所述颜色信息是红色分量、 蓝色分量、 绿色分量、 明度、 彩度和 色相中的任意一个或任意多个组合。
该图像数据校正方法， 包括： 步骤 1， 图像传感单元采集一基准白纸的图 像信息， 且输出所述基准白纸的灰度数据 SWi; 步骤 2， 图像传感单元采集一 基准黑纸的图像信息， 且输出所述基准黑纸的灰度数据 SBi; 步骤 3， 逐点计 算所述图像传感单元的像素偏差补偿系数 Ki, 并将其存入一存储单元中， 其 中 Ki=255/(SWi-SBi) ; 步骤 4， 采集待处理介质的图像信息， 且输出所述待处 理介质的灰度数据 ; 以及步骤 5， 按照公式 Xi' =Ki*(Xi-SBi)校正所述待处 理介质的灰度数据， 其中， Xi，是校正后的灰度数据。 由于本发明提供的图像 处理装置其控制处理单元能够根据基准白纸和基准黑纸的图像数据计算每一 像素的偏差补偿系数，且能用该偏差补偿系数去校正图像传感单元采集输出的 每个图像像素的数据， 因此图像传感单元输出数据经过校准以后，消除了图像 传感单元每个感光元件不一致性对图像灰度造成的影响，从而保证了文档介质 图像的真实性， 有利于识别效果的提高。
附图说明
图 1是本发明一较佳实施例提供的图像处理装置模块结构示意图； 图 2是一种纸币鉴别装置的模块结构示意图，该纸币鉴别装置采用了图 1 中所示图像处理装置； 以及
图 3是本发明一较佳实施例提供的图像数据校正方法流程图。 具体实施方式 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、 完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
如图 1所示，本实施例提供的图像处理装置包括一图像传感单元、一存储 单元以及一控制处理单元，其中该图像传感单元包括一排发光器和一个由多个 感光元件 （感光元件 1， 感光元件 2……感光元件 X) 组成的阵列， 该图像传 感单元用以采集介质的图像信息；该存储单元用以存储该图像信息以及该图像 传感单元的控制参数和图像处理参数；该控制处理单元用以自动控制该图像传 感单元和该存储单元，且根据该图像传感单元在扫描由一基准白纸和一基准黑 纸形成的亮电平和暗电平时输出的灰度数据计算偏差补偿系数，并用该偏差补 偿系数去校正图像传感单元采集输出的每个图像像素的数据。举例来说，该图 像传感单元任一感光元件扫描该基准白纸的亮电平输出灰度数据表达为 SWi， 该图像传感单元任一感光元件扫描该基准黑纸的暗电平输出灰度数据表达为
SBi, 则该感光元件的像素偏差补偿系数 Ki=255/(SWi-SBi)。 该图像传感单元 任一感光元件采集的图像信息其灰度数据表达为 Xi， 则经校正后该图像灰度 数据 Xi， =Ki*(Xi-SBi
另外，该图像传感单元采集的图像信息主要是指图像的颜色信息或亮度信 息， 其中该颜色信息是红色分量、 蓝色分量、 绿色分量、 明度、 彩度和色相中 至少一个。
另外，该控制处理单元还包括一数据转换器，用以将图像传感单元输入的 模拟信号转换成数字灰度信号。
本实施例提供的图像处理装置可应用于一纸币鉴别装置中， 如图 2所示， 该纸币鉴别模块包括本发明所提供的图像处理装置、 CPU 以及外接主控模块 的通信模块，其中该图像处理装置用于采集纸制文档介质的图像、磁和电等信 号， 并处理采集的这些信号， 生成图像， 并对图像进行校正， 输出真实的文档 介质图像以便识别； 通讯模块用于完成图像处理装置和主控模块的通讯工作； CPU用于协助处理对该图像处理装置的控制、 通信流程及其他各种过程控制。
如图 3所示， 本实施例提供的图像数据校正方法包括：
步骤 1， 图像传感单元采集一基准白纸的图像信息， 且输出其灰度数据 SWi;
使图像传感单元中的发光器发光，图像传感单元中的感光元件接收基准白 纸的反光信号，并将其光信号转换成电压信号，控制处理单元中的 AD数据转 换器将电压信号转换成数字信号，将此数字信号中的数据作为基准白纸的灰度 数据 SWi存储在存储单元中。
步骤 2， 图像传感单元采集一基准黑纸的图像信息， 且输出其灰度数据
SBi;
使图像传感单元中的发光器发光，图像传感单元中的感光元件接收基准黑 纸的反光信号，并将其光信号转换成电压信号，控制处理单元中的 AD数据转 换器将电压信号转换成数字信号，将此数字信号中的数据作为基准黑纸的灰度 数据 SBi存储在存储单元中。当然，该步骤 1与步骤 2可以相互调换执行顺序。
步骤 3，逐点计算该图像传感单元的像素偏差补偿系数 Ki，并将其存入存 储单元中， 其中 Ki=255/(SWi-SBi) ;
步骤 4， 采集待处理介质的图像信息， 获取灰度数据 Xi;
步骤 5 , 校正该灰度数据， 即， Xi' =Kix (Xi-SBi 这样， 尽管图像传感单元 CIS存在感光元件的不一致性， 经过校准以后， 消除了图像传感单元每个感光元件不一致性对图像灰度造成的影响，得到了真 实的图像数据。
惟以上所述仅为本发明的较佳实施例， 非意欲局限本发明的专利保护范 围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的等效变化，均同理皆包含于本 发明的权利保护范围内。

Claims

权 利 要 求
1、 一种图像处理装置， 其特征在于， 所述装置包括：
一图像传感单元，用以采集一基准白纸、一基准黑纸和待处理介质的图像 信息；
一存储单元，用以存储所述图像传感单元采集的图像信息以及所述图像传 感单元的控制参数和图像处理参数；
一控制处理单元，用以自动控制所述图像传感单元和所述存储单元，且根 据所述图像传感单元在扫描由一基准白纸和一基准黑纸形成的亮电平和暗电 平时输出的灰度数据计算偏差补偿系数，并用该偏差补偿系数去校正所述图像 传感单元在采集待处理介质的图像信息后输出的灰度数据。
2、 根据权利要求 1 所述的图像处理装置， 其特征在于， 所述图像传感单 元包括一排发光器和一个由多个感光元件组成的阵列，所述控制处理单元包括 AD数据转换器， 其中，
所述图像传感单元任一感光元件，用以接收所述基准白纸的反光信号以及 接收所述基准黑纸的反光信号，并将所述基准白纸的反光信号和所述基准黑纸 的反光信号转换成电压信号；
所述 AD数据转换器，用以将基准白纸的电压信号和基准黑纸的电压信号 转换成数字信号，基准白纸的数字信号作为基准白纸的灰度数据 SWi，基准黑 纸的数字信号作为基准黑纸的灰度数据 SBi，所述图像传感单元的任一感光元 件的像素偏差补偿系数 Ki=255/(SWi-SBi：)。
3、 根据权利要求 2所述的图像处理装置， 其特征在于，
所述图像传感单元任一感光元件， 还用以接收所述待处理介质的反光信 号， 并将所述待处理介质的反光信号转换成电压信号；
所述 AD数据转换器， 还用以将待处理介质的电压信号转换成数字信号， 待处理介质的数字信号作为待处理介质的灰度数据 ， 经校正后所述待处理 介质的灰度数据 Xi'=Ki X (Xi-SBi)o
4、 根据权利要求 1 所述的图像处理装置， 其特征在于， 所述图像信息是 图像的颜色信息或亮度信息。
5、 根据权利要求 4所述的图像处理装置， 其特征在于， 所述颜色信息是 红色分量、 蓝色分量、 绿色分量、 明度、 彩度和色相中的任意一个或任意多个 组合。
6、 一种图像数据校正方法， 其特征在于， 所述方法包括：
步骤 1， 图像传感单元采集一基准白纸的图像信息， 且输出所述基准白纸 的灰度数据 SWi;
步骤 2， 图像传感单元采集一基准黑纸的图像信息， 且输出所述基准黑纸 的灰度数据 SBi;
步骤 3，逐点计算所述图像传感单元的像素偏差补偿系数 Ki，并将其存入 一存储单元中， 其中 Ki=255/(SWi-SBi);
步骤 4， 采集待处理介质的图像信息， 且输出所述待处理介质的灰度数据 Xi; 以及
步骤 5 , 按照公式 Xi，=Ki X (Xi-SBi)校正所述待处理介质的灰度数据 Xi , 其中， Xi，是校正后的灰度数据。
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