一种影像扫描系统、装置及方法_3

文档序号:9671101阅读:来源:国知局
动影像板扫描流程。
[0106]第一步,启动电机#2驱动电路,通过电机#2带动激光调整光路高速旋转,通过速度精度控制,确保电机在设定转速下匀速运动;
[0107]第二步,启动电机#1驱动电路,使电机#1在较低速度下匀速运动,通过传送带传送影像板匀速地进入扫描区域。通过张紧轮的挤压作用,使影像板弯成圆弧形,通过结构设计确保圆弧的圆心与电机#2的旋转轴心重合;
[0108]第三步,启动激光器驱动电路,点亮激光器并使其功率稳定。经过激光调整光路聚焦的小尺寸光斑,会垂直地入射到影像板上,并且在电机#2带动下,光斑会一圈又一圈地在影像板上扫过,形成连续的扫描线。在电机#1和电机#2的协同作用下,能够实现扫描线遍历整个影像板;
[0109]第四步,通过荧光收集光路收集,收集散射的荧光并进行聚焦。聚焦的荧光送入到光电转换器件的入光口;
[0110]第五步,通过光电转换器件对荧光进行杂波滤除,对有用的荧光信号进行放大,并转换成电流信号输出;
[0111]第六步,通过信号采集控制电路,对经过光电转换器件输出的电流信号进行放大和Α/D转换,形成数字化的信号流。
[0112]第七步,通过图像处理模块,并结合位置传感器信息,在上述数字化的信号流中,进行图像初定位、图像精确定位和图像旋转步骤,获得有效的二维图像信息;
[0113]第八步,通过中央控制模块,封装二维图像信息,并通过特定的网络驱动模块将图像传送至工作台,进行显示和存档。
[0114]以下对上述流程中的图像的初定位进行详细介绍:
[0115]位置检测单元包括位置传感器R和位置传感器A ;
[0116]所述位置传感器R位于所述影像扫描模块的进片口处,用于检测所述影像板是否到达所述进片口;
[0117]所述位置传感器A用于检测所述影像扫描模块发射的激光的位置,所述位置传感器A位于所述影像扫描模块内且位于所述影像板的行区域之外;
[0118]所述图像初定位模块,用于在判断到所述影像板位于预开始位置时,在下一行启动数字信号采集和记录,在判断到所述激光到达所述位置传感器A时,启动当前行的数字信号记录,在判断到所述激光到达行结束位置时,结束当前行的数字信号记录,在判断到所述影像板位于预结束位置时,在下一行结束数字信号采集和记录,
[0119]所述预开始位置位于所述位置传感器R和所述激光的扫描平面之间,所述欲结束位置位于所述激光扫描平面和所述影像扫描模块的出片口之间,所述行结束位置位于所述影像扫描模块内且与所述位置传感器A分别位于所述影像板的行区域的两侧。
[0120]以下为图像初始定位的两个具体实施例,分别为最多位置传感器和最少位置传感器的情况:
[0121]实施例一
[0122]上下边沿初定位
[0123]图像初定位,主要是对影像板的定位。为了对影像板进行定位,影像传动模块可包括下图7所示的R、P、Q位置传感器。
[0124]位置传感器R,位于进片口,用于检测影像板是否插入进片口 ;位置传感器P,位于传感器R的下方,激光扫描平面ACDB的上方,用于确定影像板的下边沿,指示影像板即将进入扫描区域,作为影像数据采集的起始位置;位置传感器Q,位于传感器R的下方,且也在激光扫描平面的下方,用于确定影像板移出扫描区域时的上边沿,指示影像板即将完全移出扫描区域,作为影像数据采集的结束位置。
[0125]上述所说的下方,是一种假定,即假定传送带在扫描装置中竖直放置,影像板自上而下插入进片口。无论如何,当影像板推进时,传感器P在传感器R的前方,传感器Q在传感器P的前方。
[0126]R、P、Q传感器应使用配对的光源和光接收器,光源和接收器分离放置,如光电对管等。每个位置传感器可以由一组或多组光源和接收器组成。
[0127]所述的光源,发出的光应能够直射到光接收器上。所述接收器应能够根据是否感应到光而输出对应的电平状态。比如,当光源未发光、或者光源发出的光被影像板遮挡后,接收器输出低电平;而当光源发出的光直射到接收器时,接收器输出高电平。反之亦然。
[0128]左右边沿初定位
[0129]图8A、8B反映的扫描平面ACDB的示意图,激光扫描线只在该平面内高速旋转。图中,r为扫描半径,Θ为影像板对应的扫描角度。由于影像板的弯曲弧度有限,因此r不能太小,也就决定了 Θ不会太大。说明激光扫描一周,大部分时间处于空扫状态。为了确定每行扫描过程中影像板的位置,在扫描平面内也要设置位置传感器,以确定每行扫描有效数据的起始位置和结束位置。
[0130]如下图所示,设置位置传感器A和B,并约定激光扫描线由A扫到B。A、B的安装位置经过优化设计,须满足以下条件:
[0131](1)必须位于扫描平面内,能够被激光扫描线照射到;
[0132](2)传感器A距离影像板左侧边沿、传感器B距离影像板右侧边沿均有合理的距离,距离不能过远,也不能被影像板遮挡。这一条适用于所有尺寸规格的影像板。如图8B,应有 Θ 1>0,Θ 2>0。
[0133]上述所说的左侧和右侧,是一种位置的假定,也可以反向表述。无论如何,当激光扫描线持续扫描时,总是在扫描到影像板之前,先扫描到传感器A ;在扫描到影像板之后,才会扫描到传感器B。
[0134]A和B仅由激光接收器构成,可以有效感应扫描激光光斑,并且输出指示电平,可以为高电平,也可以为低电平。
[0135]激光扫描线在电机#2的带动下高速旋转,每旋转一周,都会顺序地经过位置传感器A和B,激光强度会被A和B感应。当经过A时,启动图像数据记录,作为图像行数据的起始端。当经过B时,停止图像数据记录,作为图像行数据的末端。传感器A、B的电平信号采集与激光扫描信号(图像行数据)采集应严格同步。
[0136]该实施例的具体流程见图9所示。
[0137]实施例2
[0138]上下边沿初定位
[0139]如果上述图7中的传感器P或者Q其一不存在,或者P和Q都不存在,那么可以通过特定的距离关系即结合定时器的定时计算获得影像采集的起始位置和结束位置。如图7所示,设计位置传感器R到P的距离为hl,到激光扫描平面的距离为hl+h2,到Q的距离为hl+h2+h3,并假设影像板的尺寸为hXw(长X宽),影像板传送的速度为V,激光扫描线旋转角速度为ω,则当传感器P感应到影像板插入之后,
[0140]在间隔tl时间后,即影像板下边沿理论上应到达了位置传感器P的位置,此时应启动影像数据采集。实际由于运动误差和控制延时的存在,准确的到达时间难以估计。所述的tl计算公式为:
[0141]tl = hl/v
[0142]在间隔t2时间后,影像板下边沿理论上应到达扫描平面。所述的t2计算公式为:
[0143]t2 = (hl+h2) /v
[0144]在间隔t3时间后,影像板上边沿理论上应到达扫描平面。所述的t3计算公式为:
[0145]t3 = (hl+h2+h) /v
[0146]在间隔t4时间后,影像板上边沿理论上应到达位置传感器Q所在的位置,此时应停止影像数据采集。所述的t4计算公式为:
[0147]t4 = (hl+h2+h3+h) /v
[0148]左右边沿初定位
[0149]传感器B可以不是有形的实物,还可以等效地通过距离估计得到,如在激光扫描线照射到传感器A时启动图像行数据记录,当激光扫描线再扫描角度Θ + Θ 1+ Θ 2,即到达虚拟传感器B的位置后,可停止图像行数据的记录,同样完成一行图像数据的初步定位和采集。由A到B的时间间隔t5可表示为:
[0150]t5 = ( θ + θ 1+ θ 2)/ω
[0151]流程图如10所示
[0152]在上述实施例2中其实质是借助了定时器预估影像板或激光是否到达了设定的位置。
[0153]通过图像初定位过程所获得的图像行数据,经过倒序重组,形成的图像矩阵如下图11所示。
[0154]该图像在有效成像区域EFGH周围可能包含有较大的空白区域,形成了图像矩阵JKLM。实际图像分析过程中,这些空白区域是无用的,还有可能形成干扰。同时,包含空白区域的图像尺寸较大,影像图像处理和传输速度。因此,有必要将空白区域全部去除,这涉及到图像精确定位操作。
[0155]图像精确定位包括图18所示的各个步骤。
[0156]按照图12Α所示的顺序(Ll,L2, L3, L4, L5,…),由上到下对图像矩阵JKLM进行行扫描,并逐行对信号强度进行分析,判断当前行是否有信号存在,即:是否存在连续的、幅度值偏离噪声值较大的图像信号存在(图12Β),如L4的S点到Τ点判为信号,L5的U点到W点判为信号,其余为噪声。
[0157]由于在行号L4判断有信号存在,即可将L4作为有效图像行起点,即上边沿。
[0158]按照图13所示的顺序(Ll, L2, L3, L4, L5,…),由下到上对图像矩阵JKLM进行行扫描,并逐行对信号强度进行分析,判断当前行是否有图像信号存在。判断条件是图像信号强度远大于背景噪声,可通过设定阈值的方式寻找图像信号边界。将发现图像信号的第一行作为有效图像行的结束点,即下边沿。
[0159]按照图14所示的顺序(Ll, L2, L3, L4, L5,…),由左到右对图像矩阵JKLM进行列扫描,并逐列对信号强度进行分析,判断当前列是否有信号存在。将发现信号的第一列作为图像列的起始点,即左侧边沿。
[0160]按照图15所示的顺序(Ll, L2, L3, L4, L5,…),由右到左对图像矩阵JKLM进行列扫描,并逐列对信号强度进行分析,判断当前列是否有信号存在。将发现信号的第
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