专利名称：灰度线阵扫描图像的修正方法
技术领域：
本发明涉及一种灰度扫描图像修正方法，尤其是涉及一种平面线阵扫描灰度图像 的修正方法。
背景技术：
平面图像获取广泛、大量应用于工业生产、商业活动和日常生活中，通常分为面阵 和线阵两种方式。面阵图像一般通过照相机或摄像机来获取，具有速度快、成本低的特点， 但往往存在边缘变形或整体畸变的缺陷，不能直接用于高精度的图像处理。线阵扫描如平 板扫描仪等，能获得高精度的平面图像，几乎不存在图像变形的问题，能直接应用于具有严 格质量要求的图像处理领域，如生产线上的在线质量检测、选票统计、金融票据处理等。线阵扫描通常使用线阵图像传感器阵列，以最广泛使用的A4幅面、200DPI的灰度 扫描条为例，在216mm的长度上，分布着40个LED光源，同时均勻排列着1728个图像传感 器模块，即两个模块的间距为125 μ m，每一个模块内都包括了一个光学透镜、一个传感器， 以及其他附属设施。一个传感器模块对应一个像素点。光源发射的光线照射到被扫描物体 表面上，反射进入透镜，聚焦在传感器阵列上，经移位寄存器输出送至放大器，处理后通过 图像采集卡传输至计算机，即形成一行图像。随着被扫描物体勻速通过扫描条，即可形成一 幅原始扫描图像。由于点光源阵列的光学特性，以及被扫描物体表面与扫描条接触距离存在偏差， 决定了原始扫描图像不可避免的将出现明暗相间的条纹，如图1所示。这就需要对每个传 感器的模拟输出信号有一个平衡或修正，让他们在相同的光信号下有较小的电气差异。完成这个修正可以使用带负反馈的模拟电路，以抑制输入模拟信号的变化差异， 在A/D前完成图像修正。这种方法的成本较高，开发难度较大，不适用于低成本的高速扫描 仪。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种灰度线阵扫描图像的修正方 法，首先通过对白纸进行扫描，获得最初扫描图像，然后在计算机上利用软件在最初扫描图 像的基础上计算出每个传感器的修正系数，再将经过A/D转换的实时扫描图像的数字信 号，与该点对应的修正系数通过加法器相加，得到修正后的像素点的值。本修正方法简单， 修正后得到的图像消除了现有修正方法中存在的明暗条纹，图像更加均勻、真实。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种灰度线阵扫描图像的修正方 法，包括以下步骤
第一步、扫描一张白纸，获得最初扫描图像的灰度数据；
第二步、根据白纸扫描获得的最初扫描图像的灰度数据，计算每个点的修正系数 (1)假设采样行数为N，传感器个数为M，求第i个传感器的N行图像各对应点的平均 值，得到行向量；(2)计算M个传感器的行向量的平均值；
(3)计算第i个传感器的修正系数；
第三步、通过USB接口，将修正系数向量写入高速扫描仪的EEPROM中； 第四步、在实时的图像扫描中，先将每个像素点的模拟信号经A/D转换器转换成一个 字节的数字信号，然后将其与该点对应的修正系数通过加法器相加如果加法器相加后没 有进位，就由加法器直接输出计算结果，作为修正后的像素点的值；如果加法器相加后有进 位，就由加法器直接输出最大值，作为修正后的像素点的值。与现有技术相比，本发明的积极效果是首先根据扫描白纸获得的最初扫描图像， 在计算机上利用软件计算修正系数，再利用专用硬件前置来应用修正系数，软件将计算后 的修正系数下传给加法器，由加法器做简单的逐点加法运算，完成图像修正，既降低了硬件 的实现难度，又避免了软件应用带来的延时；通过修正后的图像消除了原有的明暗条纹，变 得更加均勻、真实，如图2所示。
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中 图1是未做任何处理的原始扫描图像；
图2是采用本发明方法实时修正后的图像； 图3是本发明方法的原理图。
具体实施例方式一种灰度线阵扫描图像的修正方法，如图3所示，包括如下步骤
第一步、扫描一张白纸，获得最初扫描图像(带明暗相 间的条纹)，设第j行的第i个传感器的最初扫描图像为
第二步、根据白纸扫描获得的最初扫描图像
1，计算每个点的修正系数 设
馮(1:第1个传感器)，其中 Si 每个传感器输出的实际信号 矣每个传感器输出的理想信号 Ni 每个传感器输出的噪声信号。 根据每个传感器的物理特性，传感器的实际输出信号Sf是由它理想信号燊和 噪声信号《I构成。因此，由公式
风，得到理想信号R1 ^SiH-Ni)因为代对特
定的传感器相对固定，所以只需要求出它便可以合成理想的传感器信号，这个-所就是第i
个传感器的修正系数，通过以下步骤来求出
(1)假设采样行数为N，传感器个数为M，求第i个传感器的N行图像各对应点的平均 值，得到行向量”
(2 )计算M个传感器的行向量HtFfecto^l的平均值知哪
(3)计算第i个传感器的修正系数
第三步、通过USB接口，将修正系数向量写入高速扫描仪的EEPROM中。
第四步、在实时的图像扫描中，先将每个像素点的模拟信号经A/D转换器转换成 一个字节的数字信号，然后将与该点对应的修正系数向量按下列公式，通过加法器相加，得 到修正后的像素点的值Rimage[i][j]
Rimage [i] [j]= ^^(hni^t/lH+ aFectof
J-O
如果相加后没有进位，就由加法器直接输出Rimage[i] [j]；如果相加后有进位，就直 接取最大值“FF”，即255 (—个字节所能表示的最大数值)，由此得到修正后的扫描图像。
权利要求
一种灰度线阵扫描图像的修正方法，其特征在于包括以下步骤第一步、扫描一张白纸，获得最初扫描图像的灰度数据；第二步、根据白纸扫描获得的灰度数据，计算每个点的修正系数(1)假设采样行数为N，传感器个数为M，逐个求第i个传感器的N行图像各对应点的平均值，得到行向量；(2)计算M个传感器行向量的平均值；(3)计算第i个传感器的修正系数；第三步、通过USB接口，将修正系数向量写入高速扫描仪的EEPROM中；第四步、在实时的图像扫描中，先将每个像素点的模拟信号经A/D转换器转换成一个字节的数字信号，然后将其与该点对应的修正系数通过加法器相加如果加法器相加后没有进位，就由加法器直接输出计算结果，作为修正后的像素点的值；如果加法器相加后有进位，就由加法器直接输出最大值，作为修正后的像素点的值。
全文摘要
本发明公开了一种灰度线阵扫描图像的修正方法，首先通过对白纸进行扫描，获得最初扫描图像，然后在计算机上利用软件在最初扫描图像的基础上计算出每个传感器的修正系数，再将经过A/D转换的实时扫描图像的数字信号与该点对应的修正系数通过加法器相加，得到修正后的像素点的值。本发明的积极效果是首先根据扫描白纸获得的最初扫描图像，在计算机上利用软件计算修正系数，再利用专用硬件来前置应用修正系数，软件将计算后的修正系数下传给加法器，由加法器做简单的逐点加法运算，完成图像修正，既降低了硬件的实现难度，又避免了软件修正带来的延时。通过修正后的图像消除了原有的明暗条纹，变得更加均匀、真实。
文档编号H04N1/04GK101924855SQ20101025076
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者史志明, 官磊, 崔喆, 巫浩, 张宇, 彭程, 李永华, 王波, 郭坚, 黄玉娟 申请人:中科院成都信息技术有限公司