本发明涉及成像技术领域，尤其是涉及一种基于CIS的斜视成像装置及方法。
背景技术：
目前市场上绝大多数是俯视成像和斜视成像两种成像方法，俯视成像是采用一个低侧光初始足迹显形，采用CMOS或者线性CCD俯视成像，这种方法会遗漏很多足迹细节，疑难足迹很多都不能成像；斜视成像是用CMOS或者线性CCD成像，这种方法整体图片很模糊，并且发光客体如瓷砖等很多足迹细节显示不出来。
为了解决上述问题，出现了申请号为201010533349.3，名称为《一种多角度光学特征检测方法及装置》的发明专利申请，该申请引入了CIS传感器，同时通过第一角度获取检测区域的第一图像，再通过第二角度获取检测区域的第二图像，对比第一图像和第二图像来判断检测区域是否具有多角度光学特征。该专利虽然在一定程度上提高了图像识别能力。但是其还存在下述缺点：CIS传感器取光时，还是垂直于被测物表面，容易出现过曝、反光情况，也不能解决光滑物体的倾斜成像的问题；而且被测物表面的凹凸情况不一，不能保证凹凸情况不一的图像均能保持良好的拍摄效果；需要采集两幅图片进行分析，工作效率不高。
技术实现要素：
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种能保证图像采集质量，提高工作效率的基于CIS的斜视成像装置及方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于CIS的斜视成像装置，包括照射于被测物表面的光源、能接收光源从被测物表面反射的光的CIS传感器及连接CIS传感器的成像电路，所述光源与被测物表面成角度a；所述CIS传感器与被测物表面成角度b，以接收光源从被测物表面反射回来的光线；所述a的取值范围为80°<a<90°，所述b的取值范围为20°<b<30°。本发明将光源、CIS传感器均设置成倾斜于被测物表面，进而CIS传感器可倾斜地接收光源照射的倾斜的光，能有效防止过曝、反光情况的发生，保证拍摄图片的质量，进而只需一幅图片就可清楚的看出被测物表面的凹凸效果；而且还能实现光滑物体斜视成像的效果。
进一步地，还包括机身和镜头，所述光源可转动连接于机身上，所述 CIS传感器设于镜头上，所述镜头通过滑动装置可移动连接于机身上。可转动光源调节光源的倾斜角度，无需移动机身即可通过滑动装置调节镜头的位置，进而快速扫描被测物表面，使用灵活、方便，而且，使用时可滑动镜头来获取被测物表面不同位置的图像，获取图像稳定，且易于拼接、合成。
进一步地，所述CIS传感器与被测物表面的倾斜角度b为30°，所述光源与被测物表面的倾斜角度为a=90-10x，其中x为被测物表面的凹凸深度，x的取值范围为0 cm <x<1cm。该光源倾斜角度公式可根据被测物表面凹凸深度进而计算、调整，进而保证拍摄不同凹凸深度的被测物表面时，均能采集到清晰、准确、方便识别的图像。
本装置具备下述优点：
（1）提供高精度的多视角足迹拍摄图像，最高可达到1200 DPI；
（2）优化整体拍摄速度，扫描足迹最大幅面能够在5s内完成；
（3）克服了反光客体成像不清晰的问题。
（4）CIS传感器由很多个小孔镜头单独成像避免光路的相互影响，使得足迹成像更加稳定可靠，不受各种拍摄客体的影响。
（5）基于cis斜视拍摄痕迹时可以弱化背景，出现高对比度的足迹痕迹图；
（6）拍摄客体的智能情景配合，不同情景对应不同的灯光打光方法；
（7）利用一个cis小角度斜视成像，可以去除光滑客体成像反光问题同时更凸显足迹。
另外，本发明还提供了一种基于CIS的斜视成像方法，包括步骤如下：光源与被测物表面成a角度向被测物表面发出光线，然后CIS传感器与被测物表面成b的角度接收被测物表面反射的光线， CIS传感器再将接收到反射的光线传输到成像电路；所述a的取值范围为80°<a<90°，所述b的取值范围为20°<b<30°。
进一步地，所述光源可沿机身旋转调节角度a，所述 CIS传感器设于镜头上，所述镜头通过滑动装置沿机身移动。
进一步地，所述CIS传感器与被测物表面的倾斜角度b为30°，所述光源与被测物表面的倾斜角度为a=90-10x，其中x为被测物表面的凹凸深度，x的取值范围为0cm<x<1cm。
综上所述，本发明能保证图像采集质量，有效防止过曝、反光现象，只需拍摄一张照片即可清楚识别图像上的凹凸效果，工作效率。
附图说明
图1为本发明的部分结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
其中，光源1、CIS传感器2、成像电路3、机身4、镜头5、被测物表面100。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，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、完整的描述。
实施例1
如图1-2所示，一种基于CIS的斜视成像装置，包括光源1、CIS传感器2及成像电路3。所述光源1照射光线于被测物表面100，CIS传感器2能接收光源1从被测物表面100反射的光线，成像电路3连接CIS传感器2。所述光源1、CIS传感器2及成像电路3可采用现有的结构。并且光源1的光线强可以根据拍摄情景调节。
其中， CIS传感器2为接触式图像传感器(Contact Image Sensor，CIS)，是将感光单元紧密排列，直接收集被扫描足迹反射的光线信息，CIS由微自聚焦棒状透镜阵列(Rod Lens array)、光电传感器阵列(CMOS image sensor array)及其电路板、保护玻璃、接口、外壳等部分组成。CIS的组成部分都集中于外壳内，结构紧凑，体积小、重量轻，其主要部件生产需要微制造工艺完成。当CIS工作时，低侧可变定向光源阵列发出的光线直射到待扫描物体表面(足迹痕迹等)，从其表面反射回的光线经自聚焦棒状透镜阵列聚焦，成像在光电传感器阵列上(一般是MOS器件)，被转化为电荷存储起来。扫描面不同部位的光强不同，因而不同位置传感器单元(即CIS的像素)接收到的光强不一样。每个读取周期每个像素的光照时间(电荷积蓄时间)是一致的，达到积蓄时间后，由移位寄存器控制模拟开关依次打开，将像素的电信号以模拟信号的形式依次输出，从而得到纸币的模拟图像信号。
成像电路3，主要完成出来图像数据模拟量的AD转换，驱动CIS传感器正常工作，以及感应灯光强度的感测电路。
本发明的主要改进之处在于：所述光源1与被测物表面100成角度a；所述CIS传感器2与被测物表面100成角度b。光源1以角度a向被测物表面100发出光线，而所述CIS传感器2以角度b接收光源1从被测物表面100反射回来的光。所述被测物为现有的结构，不在本专利的保护范围内。例如，本装置可在光滑的反光瓷砖上浅足迹拍摄提取，此时被测物为反光瓷砖；也可在具有一定颗粒或者有一定凹凸不定的瓷砖上足迹拍摄提取，此时被测物为凹凸不定的瓷砖；或者在木质客体上足迹拍摄提取，此时被测物为木质客体。
所述a和b的取值范围可根据需要设置，而在本实施例中，所述a的取值范围为80°<a<90°，所述b的取值范围为20°<b<30°。
再者，为了进一步提高拍摄图像的质量，于是所述CIS传感器2与被测物表面100的倾斜角度b固定为30°，所述光源1与被测物表面100的倾斜角度为a=90-10x，其中x为被测物表面100的凹凸深度，x的取值范围为0 cm <x<1cm，如当被测物表面100的凹凸深度x为0.5cm时，光源1的倾斜角度为a为90-10*0.5=85°；当x为0.9cm时，光源1的倾斜角度为a为90-10*0.9=81°。
另外，本发明还包括机身4和镜头5，所述光源1可转动连接于机身4上，具体为光源1固定于旋转架上，该旋转架铰接于机身1上，进而在旋转架旋转时可带动光源1一起旋转，进而调节光源1相对于被测物表面100的倾斜角度a。所述 CIS传感器2设于镜头5上，所述镜头5通过滑动装置可移动连接于机身4上。在本实施例中，所述滑动装置包括滑轨和与滑轨配合的滑块，所述CIS传感器2连接滑块，而滑轨固定于机身4上。同时还可加设电机和驱动带，将驱动带一端连接电机，驱动带另一端与CIS传感器2配合，进而带动CIS传感器2沿滑轨滑动。当然所述滑动装置也可采用现有结构，如滑槽与滑轨，还可用气缸来驱动CIS传感器2移动。使用时，可移动镜头5来获取被测物表面100不同位置的图像，获取图像稳定，且易于拼接、合成。
以拍摄足迹为例。拍摄时，可通过一个与地面低于10°角的光源1照射客体足迹痕迹，然后CIS传感器2在光源1经过足迹的反射方向上，与地面成小于30°角收集光线成像。形成足迹图像具有弱化背景，凸显足迹花纹的特点。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上做出的改进，本实施例2是实施例1基于CIS的斜视成像装置的使用方法。
一种基于CIS的斜视成像方法，包括步骤如下：光源1与被测物表面100成a角度向被测物表面100发出光线，然后CIS传感器2与被测物表面100成b的角度接收被测物表面100反射的光线，然后CIS传感器2再将接收到反射的光线传输到成像电路3；所述a的取值范围为80°<a<90°，所述b的取值范围为20°<b<30°。
为了提高使用的灵活性，所述光源1可沿机身4旋转调节角度a，所述 CIS传感器2设于镜头5上，所述镜头5通过滑动装置沿机身4移动。进而调整取光位置。
为了对表面凹凸深度不同的被测物采集图像时，能保证图像清晰度。于是所述CIS传感器2与被测物表面100的倾斜角度b为30°，所述光源1与被测物表面100的倾斜角度为a=90-10x，其中x为被测物表面100的凹凸深度，x的取值范围为0cm<x<1cm。例如当x=0.2cm时，a=90-10*0.2=88°。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。