本实用新型涉及扫描装置技术领域，尤其涉及一种大幅面字画扫描系统。
背景技术：
目前的书画扫描仪在光电系统上主要采用从市场上可以获得的工业相机和图像采集卡作为图像数据采集的硬件单元。这种方案的优点在于开发周期快、开发难度低和高图像质量。然而，绝大多数国内市场上可以买到的工业相机中图像传感器的像元数都十分有限，不足以获取高分辨率的图像，而且，当获取较大的扫描幅面的图像时，需要通过多次扫描和图像拼接的方式实现，这大大增加了系统设计的难度、降低了图像采集的速度和图像后处理的工作量，且容易引入不必要的图像扭曲；另一方面，图像扫描系统过程中，图像数据的采集必须与步进电机的运动相匹配，才可以得到正确的图像纵横比，而采用工业相机设计扫描仪的方式，图像的采集和电机的运行无法做到完美的时序匹配，因而降低了图像质量。加之工业相机的价格昂贵，整个系统的成本大幅提高。
技术实现要素：
为解决上述背景技术中所提出的技术问题，本实用新型的技术方案如下：
本实用新型中的大幅面字画扫描系统，包括扫描仪控制器、CCD图像传感器、模拟前端及数据缓冲SDRAM；所述模拟前端及所述数据缓冲SDRAM均与所述扫描仪控制器双向通信连接，所述CCD图像传感器的控制端与所述扫描仪控制器连接，所述CCD图像传感器的传输端与所述模拟前端双向通信连接。
在一种优选的实施方式中，包括扫描装置；所述扫描装置包括X轴导轨、 Y轴导轨及Z轴图像采集装置；所述X轴导轨的两端通过滑块安装于所述Y轴导轨的两条平行导轨上，所述X轴导轨沿所述Y轴导轨滑动；所述Z轴图像采集装置通过滑块安装于所述X轴导轨的两条平行导轨上，所述Z轴图像采集装置沿所述X轴导轨滑动。
在一种优选的实施方式中，所述Z轴图像采集装置包括扫描支架；所述扫描支架通过滑块安装于所述X轴导轨的两条平行导轨上，所述扫描支架上固定 CCD图像传感器，所述CCD图像传感器的镜头面向X轴导轨所在平面。
在一种优选的实施方式中，包括传感器水平调整架及传感器支架；所述CCD 图像传感器固定安装在传感器水平调整架上，所述传感器支架固定在所述扫描支架上，所述传感器水平调整架与所述传感器支架浮动连接。
在一种优选的实施方式中，包括照明装置及遮光底板，所述遮光底板设置于所述扫描支架底部，所述遮光底板上开设通光扫描缝，所述照明装置设置于所述扫描支架的架体上，位于所述遮光底板上方。
在一种优选的实施方式中，所述照明装置包括灯架、灯座、LED照明灯组及可编程直流电源；所述灯架设置于所述扫描支架的架体上，所述灯座固定在灯架的底部，所述LED照明灯组安装于所述灯座上，所述LED照明灯组与所述可编程直流电源连接，所述可编程直流电源的控制端与所述扫描仪控制器连接。
在一种优选的实施方式中，包括X轴电机支架、X轴步进电机、X轴齿轮及X轴齿条；所述X轴电机支架与所述Z轴图像采集装置固定连接，所述X轴步进电机设置于X轴电机支架上，X轴步进电机的输出端安装所述X轴齿轮，所述X轴导轨侧边设置X轴齿条，所述X轴齿轮与X轴齿条啮合，使X轴步进电机带动Z轴图像采集装置沿X轴导轨滑动。
在一种优选的实施方式中，包括Y轴电机支架、Y轴步进电机、Y轴齿轮及Y轴齿条；所述Y轴电机支架与所述X轴导轨固定连接，所述Y轴步进电机设置于所述Y轴电机支架上，Y轴步进电机的输出端安装Y轴齿轮，所述Y轴导轨侧边设置Y轴齿条，Y轴齿轮与Y轴齿条啮合，使Y轴步进电机带动X轴导轨沿Y轴导轨滑动。
在一种优选的实施方式中，包括X轴限位传感器及Y轴限位传感器；所述 X轴限位传感器设置于所述X轴导轨的两端，所述Y轴限位传感器设置于所述 Y轴导轨的两端，所述X轴限位传感器、所述Y轴限位传感器、X轴步进电机中的控制器及Y轴步进电机中的控制器均与所述扫描仪控制器连接。
在一种优选的实施方式中，包括PC机，所述PC机内安装扫描仪应用程序、扫描仪驱动程序；所述扫描仪应用程序与所述扫描仪驱动程序双向通信连接，所述PC机与所述扫描仪控制器通过USB接口连接。
本实用新型中的大幅面字画扫描系统，与现有技术相比，其有益效果为：
本实用新型中的大幅面字画扫描系统，利用扫描仪控制器结合高像元数 CCD图像传感器的方法，大大降低了大幅面图像扫描的设计复杂度、成本降低。
本实用新型中的大幅面字画扫描系统，其扫描长度及扫描宽度可通过调节Y 轴导轨及X轴导轨的长度进行调节，从而满足绝大多数平面字画或壁画的扫描需求。
本实用新型中的大幅面字画扫描系统，降低了文物损伤的程度：照明装置相对于被扫物体运动，光源采用直通光路，即光源以一定角度直接照射到物体表面而传感器接收被物体表面反射而来的光线而曝光。由于照明装置是运动的，不会对被扫物体(如字画或者壁画等)长时间照射，导致光源带来的热量损伤被扫物体。
本实用新型中的大幅面字画扫描系统，利用齿轮、齿条达成低噪音、无震动的运行，保证了高质量图像数据的采集。
附图说明
图1是本实用新型中大幅面字画扫描系统的结构示意图；
图2是本实用新型中大幅面字画扫描系统中的扫描装置的主视图；
图3是本实用新型中大幅面字画扫描系统中的扫描装置的侧视图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-图3所示，本实用新型的大幅面字画扫描系统包括扫描仪控制器、 CCD图像传感器、模拟前端及数据缓冲SDRAM；模拟前端及数据缓冲SDRAM 均与扫描仪控制器双向通信连接，CCD图像传感器的控制端与扫描仪控制器连接，CCD图像传感器的传输端与模拟前端双向通信连接。在扫描控制器上的晶振提供的基本工作频率下，扫描仪控制器控制并同步着所有其他部件的工作； CCD图像传感器用以实现对于所扫描物体的有效曝光；模拟前端用来对CCD的输出电压进行箝位采样和模数转换；数据缓冲SDRAM用以缓存图像及校正所必须的参数数据。其中，扫描仪控制器采用中国台湾创惟公司所产型号为GL123扫描仪控制芯片，CCD图像传感器采用日本东芝TCD2964BFG交错型6线阵图像传感器，模拟前端采用英国Wolfson公司WM8196芯片，SDRAM采用Hynix 公司存储容量128Mb的型号为HY57V281620的存储器。
上述为本实用新型大幅面字画扫描系统中的控制装置，其在运行的过程中，还需要使用机械装置配合运行，本实用新型还包括扫描装置；扫描装置的结构如图2及图3所示，扫描装置包括X轴导轨1、Y轴导轨2及Z轴图像采集装置；X轴导轨1的两端通过滑块安装于Y轴导轨2的两条平行导轨上，X轴导轨1沿Y轴导轨2滑动；Z轴图像采集装置通过滑块安装于X轴导轨1的两条平行导轨上，Z轴图像采集装置沿X轴导轨1滑动。
Z轴图像采集装置包括扫描支架3；扫描支架3通过滑块安装于X轴导轨1 的两条平行导轨上，扫描支架3上固定CCD图像传感器4，CCD图像传感器4 的镜头面向X轴导轨1所在平面。
为使CCD图像传感器4调平，设置了传感器水平调整架5及传感器支架6； CCD图像传感器4固定安装在传感器水平调整架5上，传感器支架6固定在扫描支架3上，传感器水平调整架5与传感器支架6浮动连接。CCD图像传感器4固定安装在传感器水平调整架5上，传感器水平调整架5通过四组调平机构与传感器支架6浮动连接，该结构主要通过改变四根支撑传感器水平调整架5与传感器支架6的弹簧预紧力来调整CCD图像传感器4水平俯仰位置，弹簧预紧力的改变通过旋转与其配合的螺钉螺母来实现。当需要调整CCD图像传感器4 的俯仰位置时，转动调整位于四个角的调整螺钉即可实现CCD图像传感器4水平位置的调整。传感器支架6为铝材的钣金件，钣金件弯折的两侧各两个固定孔位通过四组固定螺钉与T型螺母安装在扫描仪支架的四根竖直的铝型材上。根据扫描分辨率需求的不同，可将螺钉旋松调整其上下位置，待位置调整完毕后再旋紧固定，可以实现传感器支架6连同CCD图像传感器4高度连续可调，实现多种分辨率扫描的目的。
光源对于平面文物图像的采集过程十分重要，不仅在于为CCD图像传感器4提供有效的照明使其曝光，光源的光谱功率分布对于成像系统的色彩还原能力也至关重要；同时，过强的光源照度带来的热量有可能会对字画或壁画等艺术品或文物的表面颜料产生负面影响，安全、高效、高显色指数的光源设计也十分重要。因此，设置了照明装置及遮光底板，遮光底板设置于扫描支架3底部，遮光底板上开设通光扫描缝，照明装置设置于扫描支架3的架体上，位于遮光底板上方。其中照明装置包括灯架7、灯座8、LED照明灯组9及可编程直流电源；灯架7设置于扫描支架3的架体上，灯座8固定在灯架7的底部，LED照明灯组9安装于灯座8上，LED照明灯组9与可编程直流电源连接，可编程直流电源的控制端与扫描仪控制器连接。灯架7通过四组螺钉与T型螺母固定连接到扫描支架3的四根竖直铝型材上用于定位。灯座8固定在灯架7底部用来安装LED照明灯组9，灯座8可以安装的对称的两侧，两侧对称安装两组LED 照明灯组9。LED照明灯组9的角度可根据实际扫描需求进行调整与改变。LED 照明组件整体可根据扫描时分辨率以及光照强度的要求进行高低连续调整，调整方法与传感器组件高低调整方法相同。CCD图像传感器4可以在扫描支架3 上下移动，同时，照明装置与被扫物体的距离同样可以通过上下移动而进行调整，并且光源的角度也可以进行调整。同时，光源的照射角度以及光源与被扫描体的距离都可根据需要进行调整。这就使得在各种分辨率下，光源都可以被调整到最佳从而保证其为传感器提供有效的照明。
为实现全幅扫描平面文物，设置了X轴电机支架、X轴步进电机12、X轴齿轮及X轴齿条；X轴电机支架与Z轴图像采集装置固定连接，X轴步进电机 12设置于X轴电机支架上，X轴步进电机12的输出端安装X轴齿轮，X轴导轨1侧边设置X轴齿条，X轴齿轮与X轴齿条啮合，使X轴步进电机12带动Z 轴图像采集装置沿X轴导轨1滑动。Y轴电机支架、Y轴步进电机10、Y轴齿轮及Y轴齿条；Y轴电机支架与X轴导轨1固定连接，Y轴步进电机10设置于 Y轴电机支架上，Y轴步进电机10的输出端安装Y轴齿轮，Y轴导轨2侧边设置Y轴齿条，Y轴齿轮与Y轴齿条啮合，使Y轴步进电机10带动X轴导轨1 沿Y轴导轨2滑动。扫描进行时，Z轴图像采集装置由X轴步进电机12驱动，使其沿X方向运动，进行一列图像的采集，当该列扫描完成后，Y轴步进电机 10带动X轴导轨1沿Y方向运动设定距离以进行下一列图形的扫描采集，其中设定距离视扫描对象以及扫描精度选定，可自由调整。其中X轴步进电机12及 Y轴步进电机10采用德国百格拉368。
为将运动限定在设定的平面范围之内，防止由于越界而引起对设备自身或被扫描物体的损伤，设置了X轴限位传感器13及Y轴限位传感器11；X轴限位传感器13设置于X轴导轨1的两端，Y轴限位传感器11设置于Y轴导轨2 的两端，X轴限位传感器13、Y轴限位传感器11、X轴步进电机12中的控制器及Y轴步进电机10中的控制器均与扫描仪控制器连接。还包括PC机，PC机内安装扫描仪应用程序、扫描仪驱动程序；扫描仪应用程序与扫描仪驱动程序双向通信连接，PC机与扫描仪控制器通过USB接口连接。USB是用户PC和扫描仪控制器之间的通讯接口，用以完成各类命令及数据的实时传输。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。