原稿的复制件矫正方法、原稿提供装置、复制件矫正装置以及原稿的复制件矫正系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及原稿的复制件矫正方法、原稿提供装置、复制件矫正装置以及原稿的复制件矫正系统。本发明的原稿的复制件矫正方法，原稿中具有包含基准坐标系刻度和二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值的二维码，原稿坐标系以基准坐标系刻度为刻度以水平方向为x轴，以垂直方向为y轴，包括如下步骤：读取复制件的二维码中存储的原稿二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值和基准坐标系刻度；扫描复制件得到复制件扫描图像，建立复制件坐标系，获取复制件的二维码的四角在复制件坐标系中的坐标值；根据原稿的二维码的四角的在原稿坐标系中的坐标值与复制件的二维码的四角在复制件坐标系中的坐标值，求得矫正参数，根据矫正参数，对复制件扫描图像进行与矫正参数相应的矫正。
【专利说明】
原稿的复制件矫正方法、原稿提供装置、复制件矫正装置以 及原稿的复制件矫正系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种原稿的复制件矫正方法、原稿提供装置、复制件矫正装置以及原稿的复制件矫正系统。尤其涉及通过在原稿中添加二维码进行原稿的复制件的矫正的方法及其装置。【背景技术】
[0002]图像比对有着非常广泛的应用领域，例如笔迹鉴定、文档真伪鉴定等。而比对的结果正确与否关键在于图像预处理的好坏，而在图像预处理中，如何对图像进行缩放矫正、图像倾斜矫正是非常关键的环节。
[0003]目前现有技术中已有图像倾斜矫正方法:主要有基于Hough变换的方法、基于交叉相关性的方法、基于Fourier变换的方法、基于投影的方法和k最近邻簇方法等五大类。 这些算法的计算量都非常巨大，实时性不好。
[0004]另外，由于当今手机和数码相机的广泛应用，对比由手机或数码相机拍摄的数码照片与原稿的区别的需求也越来越大。而这些数码照片由于拍摄距离和角度的问题，图像会发生缩放和射影变形，目前现有技术中已有的图像矫正方法，无法仅依靠复制件本身而对该复制件进行矫正而恢复为与原稿一致。
【发明内容】
[0005]本发明提出了一种原稿的复制件矫正方法及其装置。通过向原稿中打印含有原稿信息的二维码，利用二维码中包含的信息能够简化原稿复制件的矫正过程，解决上文提到的技术问题，具有运算速度快，矫正效果好的特点。
[0006]本发明通过获取复制件的二维码信息，其中包含了原图像的水平像素数和垂直像素数，并且包含了二维码在与原稿中的位置信息，通过比较二维码在原图像和复制件中的位置信息的变化，计算图像缩放矫正的比例、图像倾斜角度和形变特征等，然后进行图像的像素点映射变换，进行图像的缩放矫正、倾斜矫正及形变矫正等。由此实现能够在没有原稿的前提下，对复制件进行矫正，并且由于能够根据原稿和复制件中的二维码的位置信息变化，容易地得到矫正参数，可简化矫正过程的计算量。
[0007]本发明的一方面涉及原稿的复制件矫正方法，所述原稿中具有包含基准坐标系刻度和二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值的二维码，所述原稿坐标系以基准坐标系刻度为刻度以水平方向为x轴，以垂直方向为7轴，其包括如下步骤:二维码读取步骤，读取复制件的二维码中存储的所述原稿的二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值和基准坐标系刻度，复制件扫描步骤，扫描复制件得到复制件扫描图像，以水平方向为X轴、以垂直方向为y 轴，并以所述基准坐标系刻度为刻度建立复制件坐标系，并获取复制件的二维码的四角在所述复制件坐标系中的坐标值，矫正参数计算步骤，根据原稿的二维码的四角的在原稿坐标系中的坐标值与复制件的二维码的四角在复制件坐标系中的坐标值，求得矫正参数，矫正步骤，根据所述矫正参数，对所述复制件扫描图像进行与所述矫正参数相应的矫正。
[0008]本发明的另一方面涉及原稿提供装置，包括:原稿坐标系建立单元，以基准坐标系刻度为刻度、以水平方向为x轴、以垂直方向为y轴建立原稿坐标系，二维码的四角坐标值选定单元，选定将要打印在所述原稿中的二维码的四角在所述原稿坐标系中的坐标值，二维码生成单元，生成包括所述二维码的四角在所述原稿坐标系中的坐标值以及基准坐标系刻度的二维码，并将该二维码按照所述二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值的位置生成到原稿中。
[0009]本发明的另一方面涉及复制件矫正装置，所述原稿中生成有包含基准坐标系刻度和二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值的二维码，所述原稿坐标系以基准坐标系刻度为刻度以水平方向为X轴，以垂直方向为y轴，所述原稿的复制件矫正装置包括:二维码读取单元，读取复制件的二维码中存储的所述原稿的二维码的在原稿坐标系中的四角的坐标值和基准坐标系刻度，复制件扫描单元，扫描复制件得到复制件扫描图像，以水平方向为X 轴、以垂直方向为y轴，并以所述基准坐标系刻度为刻度建立复制件坐标系，并获取复制件的二维码的四角在所述复制件坐标系中的坐标值，矫正参数计算单元，根据原稿的二维码的四角的在原稿坐标系中的坐标值与复制件的二维码的四角在复制件坐标系的坐标值，求得矫正参数，矫正单元，根据所述矫正参数，对所述复制件扫描图像进行与所述矫正参数相应的矫正。【附图说明】
[0010]图1是示出本发明的一实施例的原稿的复制件矫正方法的流程图。
[0011]图2是示出本发明的一实施例的原稿的复制件矫正方法中涉及原稿生成步骤的流程图。
[0012]图3是示出本发明的一实施例的原稿的示意图。
[0013]图4是示出本发明的一实施例的原稿的复制件的示意图。
[0014]图5是示出本发明的一实施例的原稿提供装置的结构框图。
[0015]图6是示出本发明的一实施例的复制件矫正装置的结构框图。
[0016]图7是示出本发明的一实施例的原稿的复制件矫正系统的结构框图。【具体实施方式】[〇〇17]本发明以一实施例对原稿复制件的矫正方法进行说明。图1是示出本发明的一实施例的原稿的复制件的矫正方法的流程图。如图1所示，在步骤S11中读取带有二维码的原稿的复制件的二维码中的信息，其中包括原稿的二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值以及基准坐标系刻度。关于带有二维码的原稿的生成将在之后进行具体描述。所述原稿坐标系是以基准坐标系刻度为刻度、以水平方向为X轴以垂直方向为y轴的坐标系。所谓基准坐标系刻度是为了统一之后在复制件中建立的坐标系与原稿坐标系之间的刻度标准而设定的，例如，可设定为原稿的分辨率(如300像素/英寸)作为基准坐标系刻度。另外， 该基准坐标系刻度也可根据实际需要来进行设定。
[0018]之后，进入步骤S12,在步骤S12中扫描复制件得到复制件扫描图像，并以水平方向为x轴、以垂直方向为y轴，并以在上述步骤S11中从二维码中读取的所述基准坐标系刻度为刻度建立复制件坐标系，并获取复制件的二维码的四角在该复制件坐标系中的坐标值。可以理解的，该复制件扫描图像中的各像素在该复制件坐标系中也有分别对应的坐标值。
[0019]然后，在步骤S13中，根据在步骤S11中从二维码中读取的原稿的二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值与在步骤S12中通过扫描复制件得到的复制件的二维码的四角在复制件坐标系中的坐标值，求得矫正参数。
[0020]图4示出带有二维码的复制件的示意图。由于复制的关系，原稿的复制件相对于原稿可能产生许多变化，矫正参数就是体现这些变化的参数。例如，如图4所示，复制件相对于图3所示的原稿发生了缩小的变化、角度偏转的变化。此时对于该复制件的矫正参数就是缩放比例、和偏转角度。另外，如果复制件是由数码相机拍摄得到的，还有可能发生射影变形，所谓射影变形是由于拍摄角度并不是垂直投影于原稿而导致的，在这种情况下，复制件以及被打印于其中的二维码也会随之发生射影变形。此时，矫正参数就是射影变换矩阵。另外，在进行对复制件的放大和偏转之后，可能仍然存在一定程度的平移量，此时，平移量也可作为矫正参数。
[0021]关于如何根据复制件的二维码的四角坐标值以及原稿的二维码的四角坐标值来求出矫正参数，可采用现有技术中的方法。
[0022] 举例来说，作为矫正参数之一的缩放比例可通过如下方式求得。根据步骤S11中读取的原稿的二维码的在原稿坐标系中的相邻两个四角坐标值，求得原稿的二维码的相邻端点间的线段长度S1 ;同样的，根据步骤S12中扫描复制件获取的复制件的二维码的在复制件坐标系中的相对应的相邻两个四角坐标值，求得复制件的二维码的相邻端点的线段长度S2, S1/S2即缩放比例。
[0023]又，举例来说，作为矫正参数之一的偏转角度可通过如下方法求得。根据步骤S11 中读取的原稿的二维码的底边的两个端点的坐标值，求得该原稿的二维码的底边的两个端点所在的直线L1 ;同样的，根据步骤S15中扫描复制件获取的复制件的二维码的底边(即与原稿的二维码的底边)的两个端点的坐标值，求得该复制件的二维码的底边的两个端点所在直线L2, L1到L2的偏转角度即为偏转角度，该偏转角度包括偏转方向。
[0024]又，虽然如果通过复印机产生复制件的情况下比较少发生射影变形的状况，但是如果通过数码相机或手机等拍摄的话，如果拍摄的角度并非是垂直于原稿，则会导致复制件产生射影变形。此时，作为矫正参数之一的射影变换矩阵可通过根据步骤S11中读取的原稿二维码在原稿坐标系中的四角坐标值，以及步骤S12中扫描复制件获取的复制件的二维码在复制件坐标系中的四角坐标值，利用现有技术中的射影转换方法和原理获得(例如，《计算机应用研究》第25卷第7期的《基于先验信息和射影几何变换的车牌图像矫正》， 2008 年 7 月)。
[0025]另外，关于平移量，如果复制件相对于原稿的缩放、形变、偏转都得到了矫正，依然可能存在一定程度的水平方向或者垂直平移。关于作为矫正参数之一的平移量可通过比较步骤S11中读取的原稿二维码在原稿坐标系中的四角坐标值，以及步骤S15中扫描复制件获取的复制件的二维码在复制件坐标系中的四角坐标值得到垂直平移变化量、以及/或者水平平移变化量来求得。
[0026]如上，得到上述缩放比例、偏转角度、平移量、射影变换矩阵等矫正参数中的一种或者多种之后(具体的矫正参数的数量和类型根据复制件的实际情况不同)，在步骤14,根据上述矫正参数对复制件进行相应的矫正。具体的矫正方式是根据矫正参数的类型采用对应的矫正方法，对步骤S12中得到的复制件扫描图像中的各像素进行像素的点映射变换， 即利用矫正参数(例如，缩放比例、偏转角度、平移量或者射影变换矩阵中的一种或几种) 逐点求得复制件中的像素的矫正后像素的坐标值，从而最终得到矫正后的图像。
[0027]根据本发明的实施方式，由于能够从复制件的二维码中读取原稿的信息，S卩，即使在没法直接获取原稿的像素信息的情况下，也能够通过对二维码信息的读取来进行复制件与原稿的对比，进而实现矫正。且由于以二维码的四角坐标作为基准，便于获取矫正参数， 实现缩放、射影变形等变形的矫正的简化。
[0028]作为改进的实施例，在上述步骤S12之后、步骤S13之前，即求得矫正参数之前， 可先对复制件是否发生射影变形进行判断。所谓对复制件是否发生射影变形的判断是指， 判断复制件的二维码是否是正方形。如果判断复制件的二维码是正方形，即二维码的四条边相等，且有相邻两边垂直的情况下(具体通过计算复制件的二维码的四角坐标值即可得到)，则确定复制件没有发生射影变形，从而可以缩小矫正参数的范围，即排除了求取射影变换矩阵的必要性，而将需要求得的矫正参数的范围缩小在缩放比例、偏转角度、平移量的范围内，利用缩放比例、偏转角度、平移量进行对复制件的缩放、偏转和平移的矫正。
[0029]如果判断复制件的二维码不是正方形，则判定复制件发生了射影变形。此时，先根据原稿的二维码的四角的坐标值与复制件的二维码的四角的坐标值，求得射影变换矩阵， 利用所述射影变化矩阵对复制件进行射影转换。然后再根据原稿的四角的坐标值与经过射影转换后的二维码的四角的坐标值，求得缩放比例、偏转角度、平移量，利用该缩放比例、偏转角度、平移量进行对经过射影转换后的复制件的缩放、偏转和平移的矫正。
[0030]图2是示出本发明的一实施例的原稿的复制件矫正方法中涉及原稿生成步骤的流程图。如图2所示，步骤S21中，以基准坐标系刻度为刻度、以水平方向为x轴、以垂直方向为y轴建立原稿坐标系。之后，在步骤S22中，选定将要打印在原稿中的二维码的四角在步骤S21建立的原稿坐标系中的坐标值。该二维码位置的选定没有特别限制，以不影响原稿的内容为准。然后在步骤S13中，生成包括二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值以及基准坐标系刻度的二维码，并将二维码按照二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值的位置生成到原稿中。
[0031]图2所示出的原稿生成步骤目的是为了生成便于进行复制件矫正的带有二维码的原稿。通常由原稿提供装置来完成。图5是示出本发明的原稿提供装置10的结构框图。 如图5所示，原稿提供装置10包括:原稿坐标系建立单元101，二维码的四角坐标系选定单元102,和二维码生成单元103。原稿坐标系建立单元101，以基准坐标系刻度为刻度、以水平方向为x轴、以垂直方向为y轴建立原稿坐标系。二维码的四角坐标值选定单元102,选定将要打印在原稿中的二维码的四角在原稿坐标系建立单元101所建立的原稿坐标系中的坐标值。二维码生成单元103,生成包括上述二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值以及基准坐标系刻度的二维码，并将该二维码按照二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值示出的位置生成到原稿中。从而，文档原稿提供装置10能够提供便于对复制件矫正的、带有二维码的原稿。
[0032]图6是示出本发明的复制件矫正装置20的结构框图。如图6所示，复制件矫正装置20包括:二维码读取单元201，复制件扫描单元202,矫正参数计算单元203和矫正单元204。二维码读取单元201，读取复制件的二维码中存储的原稿的二维码的在原稿坐标系中的四角的坐标值和基准坐标系刻度；复制件扫描单元202,扫描复制件得到复制件扫描图像，以水平方向为X轴、以垂直方向为y轴，并以二维码读取单元201所读取的基准坐标系刻度为刻度建立复制件坐标系，并获取复制件的二维码的四角在复制件坐标系中的坐标值；矫正参数计算单元203,根据原稿的二维码的四角的在原稿坐标系中的坐标值与复制件的二维码的四角在复制件坐标系的坐标值，求得矫正参数；矫正单元204,根据矫正参数计算单元203计算得到的矫正参数，对复制件扫描图像进行与所述矫正参数相应的矫正。
[0033]上述原稿提供装置10和复制件矫正装置20可以构成原稿的复制件矫正系统30。 图7是示出本发明的原稿的复制件矫正系统的结构框图。如图7所示，原稿的复制件矫正系统30包括:原稿提供装置10和复制件矫正装置20。其中，可以理解的，对于本领域技术人员可对上述原稿的复制件矫正系统的各个功能单元进行功能的合并或者组合，例如，原稿坐标系建立单元101与二维码的四角坐标系选定单元102可实现为同一功能单元、二维码读取单元201和复制件扫描单元202可实现为同一功能单元等，其都将落入本发明的保护范围。
[0034]以上对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式仅作为举例说明，并不具有限定发明范围的意图。这些实施方式能够通过其他各种形态实施，在不超出发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换、变更、组合。这些实施方式和其变形包含在发明范围和主旨中的同时，也包含在权利要求书中记载的发明以及与其均等的范围内。
【主权项】
1.一种原稿的复制件矫正方法，其特征在于，所述原稿中具有包含基准坐标系刻度和 二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值的二维码，所述原稿坐标系以基准坐标系刻度为刻 度以水平方向为X轴，以垂直方向为y轴，其包括如下步骤:二维码读取步骤，读取复制件的二维码中存储的所述原稿的二维码的四角在原稿坐标 系中的坐标值和基准坐标系刻度，复制件扫描步骤，扫描复制件得到复制件扫描图像，以水平方向为X轴、以垂直方向为 y轴，并以所述基准坐标系刻度为刻度建立复制件坐标系，并获取复制件的二维码的四角在 所述复制件坐标系中的坐标值，矫正参数计算步骤，根据原稿的二维码的四角的在原稿坐标系中的坐标值与复制件的 二维码的四角在复制件坐标系中的坐标值，求得矫正参数，矫正步骤，根据所述矫正参数，对所述复制件扫描图像进行与所述矫正参数相应的矫正。2.如权利要求1所述的原稿的复制件矫正方法，其特征在于，所述的原稿的生成包括: 原稿坐标系建立步骤，以基准坐标系刻度为刻度、以水平方向为x轴、以垂直方向为y轴建立原稿坐标系，二维码的四角坐标值选定步骤，选定将要打印在所述原稿中的二维码的四角在所述原 稿坐标系中的坐标值，二维码生成步骤，生成包括所述二维码的四角在所述原稿坐标系中的坐标值以及基准 坐标系刻度的二维码，并将该二维码按照所述二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值的位 置生成到原稿中。3.如权利要求1或2所述的原稿的复制件矫正方法，其特征在于，所述基准坐标系刻度 为原稿的分辨率。4.如权利要求1的原稿的复制件矫正方法，其特征在于，所述矫正参数为缩放比例、偏转角度、平移量、射影变换矩阵中的一种或几种。5.如权利要求1的原稿的复制件矫正方法，其特征在于，在所述复制件扫描步骤之后所述矫正参数计算步骤之前，还包括射影变形判断步骤， 其根据复制件的二维码的四角在复制件坐标系的坐标值判断复制件的二维码是否是正方 形，如果复制件的二维码不是正方形，则判断为复制件发生了射影变形，并在所述矫正参数 计算步骤中，求得射影变换矩阵作为矫正参数。6.—种原稿提供装置，其特征在于，包括:原稿坐标系建立单元，以基准坐标系刻度为刻度、以水平方向为x轴、以垂直方向为y 轴建立原稿坐标系，二维码的四角坐标值选定单元，选定将要打印在所述原稿中的二维码的四角在所述原 稿坐标系中的坐标值，二维码生成单元，生成包括所述二维码的四角在所述原稿坐标系中的坐标值以及基准 坐标系刻度的二维码，并将该二维码按照所述二维码的四角在原稿坐标系中的坐标值的位 置生成到原稿中。7.—种复制件矫正装置，其特征在于，所述原稿中生成有包含基准坐标系刻度和二维 码的四角在原稿坐标系中的坐标值的二维码，所述原稿坐标系以基准坐标系刻度为刻度以水平方向为X轴，以垂直方向为y轴，所述原稿的复制件矫正装置包括:二维码读取单元，读取复制件的二维码中存储的所述原稿的二维码的在原稿坐标系中 的四角的坐标值和基准坐标系刻度，复制件扫描单元，扫描复制件得到复制件扫描图像，以水平方向为X轴、以垂直方向为 y轴，并以所述基准坐标系刻度为刻度建立复制件坐标系，并获取复制件的二维码的四角在 所述复制件坐标系中的坐标值，矫正参数计算单元，根据原稿的二维码的四角的在原稿坐标系中的坐标值与复制件的 二维码的四角在复制件坐标系的坐标值，求得矫正参数，矫正单元，根据所述矫正参数，对所述复制件扫描图像进行与所述矫正参数相应的矫正。8.—种原稿的复制件矫正系统，其特征在于，包括:如权利要求6所述的原稿提供装置，和 如权利要求7所述的复制件矫正装置。
【文档编号】G06T3/60GK106033592SQ201510107614
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月11日
【发明人】彭利, 曹永刚
【申请人】株式会社理光