专利名称：数码照片面扫描方法及装置的制作方法
技术领域：
该发明是一种可对文稿进行扫描整理的数码照片面扫描方法及装置，是应用在数码图像领域。
背景技术：
现在的办公与文档处理，扫描仪是一个重要的外部输入设备，它可以将文档、照片、表格等我们需要的东西扫描并以图像格式存储在计算机内，但是现有的扫描仪体积较大，一般情况体积都比A4幅面的标准规格还要大一些，并且扫描的速度比较慢，在一般条件下，每分钟只能够扫描几张文稿，所以，虽然现在的扫描仪很便宜，但并不是每一台计算机都配套有扫描仪。
同时，随着数码设备的日益完善和普及，原有的胶片相机已经应用的越来越少了，数码相机已经成为普通消费者首选的用来获取照片的设备，再加上近二年拍照手机的出现，为数码照片带来更多的应用，现在数码相机和拍照手机的拥有量已经十分惊人，并预计在将来还在迅猛增长，但是现在的数码相机与拍照手机的主要功能还是摄取照片来观赏，并没有其它的应用功能。
发明内容
该发明的目的就是提供一种利用现有手机或是数码相机的拍照功能，以及配套的软件，以一定的方法与步骤，就可以实现直接可以对名片、文稿等进行拍照及校正，以得到标准格式的图像信息，如同一台真正的扫描仪一样，也可以在此基础上进行字体识别与保存。
该发明的目的是通过以下的方法和步骤来实现的(a)在计算机内预定义好图像规格模板；(b)将要准备拍摄的文稿放在与其自身可形成明显色彩反差的背景之上，或是在文稿边缘加上具有明显色彩反差的边缘标志；(c)由具有拍照功能的设备，对有目标文稿进行拍摄，以获取目标文稿的原始图像信息；(d)将获得的原始图像信息可以实时传输到计算机并显示，也可以保存在计算机的存储器中，或存在可拍照设备的内部存储器中；(e)对以上述获得的图像信息，由计算机程序进行图像边缘提取，或选择手动边缘分割；(f)进行边缘连接，即根据上述的边缘提取的结果，找出顶点并相连接，归结为类矩形或是不规则多边形；(g)与预定义的规格模板进行比对；(h)如不符合规格模板的原始图像则对其进行校正，并匹配得到规格图像，即将校正后的结果与模板进行匹配并保存下来；(i)对具有对文字、名片、表格等图像信息，可启动字符识别程序或驱动方法，对文字及表格进行识别；(j)识别的结果可反应在设备显示器及计算机显示屏幕上；(k)判断是否结束并保存识别扫描信息。
在实际拍摄中，为了得到明显色彩反差，可以要拍摄的文稿边缘加一相对色如黑色的边框。
其中以上所述所提及的由计算机程序进行图像边缘提取的步骤，主要包括(1)去噪声；(2)微分或差分运算；(3)二值化处理；(4)细化等几个步骤。其中所提及的(2)微分或差分运算，也可以采用拉普拉兹算子，索贝尔算子，罗伯特算子等模板运算方法。
其中以上所述的边缘连接是根据边缘提取归结为类矩形或是不规则多边形，其基本算法步骤为(1)根据边缘提取特征归结为边缘线，边缘线可以为一直线或是曲线；(2)求出上述每两条边缘线的交点或顶点；(3)将交点或是顶点各个相连接。
其中以上所述的对原始图像则进行校正，其方法为使原始图像按照比例均匀拉伸、压缩变换为规格模板，与预定义的规格模板相匹配。
同时，上述的方法还提供了一种电子设备，可以应用到一个快速扫描装置中，它对预选区域的文稿进行拍摄，将所拍摄到的结果传输到计算机中保存下来，即达到与扫描仪相类似的效果。
该发明的优点和效果是使现有的数码相机与拍照手机除具有手机的正常功能外，还可以对文稿等进行摄入，经过软件的校正后，可以成为标准规格的扫描图像信息，使其具有同普通扫描仪一样的功能与特点，如果配套使用字体识别程序，将更容易对字符、表格进行识别及保存。以上述方法制作成的快速扫描装置，具有一次成像面扫描、速度快、方便的特点，当然，目前也存在分辨不高的不足。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明提出的数码照片面扫描方法及装置的流程与步骤示意图。
图2是本发明提出的数码照片面扫描方法及装置的扫描仪装置结构示意图。
图2中说明1、外壳；2、文稿箱；3、摄像头。
具体实施例方式
在实际工作的文档处理中，最常用的文档规格以及扫描文件的规格是A4幅面的，所以在本优选实施中，就以A4幅面和以显示器像素点定义为例，当然不仅限于此，可以预定义各种规格、尺寸及方式。
A4幅面的几何尺寸为210mm*297mm，根据需要显示的特性与想要得到的显示尺寸定义一个像素点，例如可以预定义一个像素点表示原图像的0.25mm，这样在显示屏幕定义为1024*768个像素时就可以比较完整地一个A4幅面的图像了。
建立规格模板的目的是为了建立一个标准的模式，为以后的校正图像有一个匹配的参考样本，拿己知的模板作参考，把合适的原始图像也转换成为同样大小的一块区域，就可以去成一系列的标准图像，就如同扫描后的标准大小一样，因而，这个规格可以根据需要而制定和修正，也可以手工来调整。
为了获取文稿的图像信息，在来实施例中用数码相机或是拍照手机来对其进行拍照，在实际办公使用的文稿中，以白色纸为最为常见，为了能够让拍照产生的图像与拍照背景之间具有明显边缘特征，也就是可以非常容易地在数码照片中区分出哪一块区域是文稿，哪一块区域是背景，所以背景宜选用颜色与白色对比强烈的色彩，例如黑色或是深颜色，这样就可以自数码照片上简单容易地区分出那一块区域是文稿，那一块区域是背景了，这样做是为了便于识别算法对边缘的准确识别。如果文稿是深色的，那么背景最好是相对色的浅色，之后再以数码相机或是拍照手机进行拍摄即可。在实际应用当中，有时可能会不容易找到与文稿颜色相对比具有强烈反差的颜色背景，这时候，可以在文稿的边缘加上一个相对色比较强烈的边框，以形成一个具有明确色彩对比效果的边缘，例如，在图书馆中，在浅色桌面上打开一本普通白色书籍，可以在所找开书籍的边缘放置一个黑色边框，此时再拍摄，就可以保存下具有明显对比效果的图像，以便于后一步的程序自动处理，在准备完以上的工作之后即可以进行拍摄了。
在前面这样做是为了图像的边缘检测，通常从一幅复杂背景中提取对象物的边缘都是以原始图像为基础，检测图中每个象素点与其邻域内的灰度变化，利用边缘邻近的一阶或二阶方向导数的变化规律来检测出边缘，以达到从背景中分割出对象物的目的，所以，相互对比程度越明显，就越容易实现这个目的。
将上述通过拍摄所获得的数码照片图像信息通过通讯接口，一般最常见的是与计算机通讯的USB接口传输到计算机，可以是将一批数码照片文件传输到计算机并保存起来，也可以进行实时的观察与选择，实时的工作状态就如同将数码相机作为一个摄像头来使用，但此时数据传输的速度会受制于接口通讯的能力，但可以实时地看到所能够获取的图像的效果与范围，可以根据需要有针对性的进行选择，使最后的效果更加地接近真正的扫描仪。
在计算机上打开上述的数码照片以后，可以选择以自动与人工的方式进行校正，在一般情况下都可以选用自动校正的方法，启动相应的校正程序，由程序完成，如果自动校正的效果不好或是其它原因而选用手动校正程序，可以所获得的原始参考照片上直接对边缘进行分割，即把文稿的四个边直接用直线划分出来，正常情况下是一个不规则的四边形，用这个不规则的四边形直接与前面预定义的规格模板去匹配，就可以得到标准格式的文稿的图像了。
自动校正的过程大致是这样的对以上述获得的图像信息，由计算机程序进行图像边缘提取，进行图像边缘提取的步骤，主要包括(1)去噪声；(2)微分或差分运算；(3)二值化处理；(4)细化等几个步骤。其中微分或差分运算，也可以采用拉普拉兹算子，索贝尔算子，罗伯特算子等模板运算方法。在进行边缘提取之后，再进行边缘连接，即根据上述的边缘提取的结果，边缘连接是把边缘提取的结果归结为类矩形或是不规则多边形，其基本算法步骤为(1)根据边缘提取特征归结为边缘线，边缘线可以为一直线或是曲线；(2)求出上述每两条边缘线的交点或顶点；(3)将交点或是顶点各个相连接。这样就生成了一个多边形，这个多边形与预定义的规格模板进行比对，一般情况肯定不能够完全符合，如不符合规格模板的原始图像则对其进行校正，校正的方法是使原始图像按照比例均匀拉伸、压缩变换为规格模板，与预定义的规格模板相匹配。这样就可以得到标准的规格图像，也就是与普通扫描仪扫描后产生的图像具有一样的结果，把校正后的结果与模板进行匹配并保存下来，就是我们需要的结果。
以上两种方法所得到的图像信息的过程可以得出，经过数码相机或是拍照手机的一次拍照即可以得到一个文稿的全部图像信息，是通过对一个面的图像的同时摄取，但与普通扫描仪的结果类似，所以称作为数码照片面扫描，而且是一次就可以完成的，速度只需要不到1秒种，少于现有的扫描仪扫描速度，它经过软件校正后消除了变形与畸变，即与标准扫描仪所扫描所得到的结果相同，当然也有不足，最大不足就是在现有的摄影条件的限制下，就是在数码相机与拍照手机的像素分辨率不高的情况下，数码照片面扫描的分辨率会比不上现有扫描仪，但是在一般场合应用已经可以满足，并且随着图像传感器的分辨率的提高，一次性的数码照片面扫描的分辨率也会越来越高的，并且具有扫描速度上的绝对优势。
在完成上述功能的基础上，还可以应用字符识别程序，对所获得的信息进行文字与表格识别，因为已经对图像进行了校正，所以此进的识别正确率较没有经过校正的结果会大大优化与提高，使数码照片面扫描方法及装置更加具有实用性。
所以，上述的这种方案也适用于拍照手机对名片的识别保存，以及其它的文字图案的处理和保存，不但可以应用于中文，如果配套的识别软件为其它语种，还可以进行其它文字的文字图案的识别、处理和保存，也可以达到同样的目的。
同时，应用以上的数码相片扫描方法，还可以制作一种可以进行一次性数码照片面扫描的装置，其基本结构如附图2所示，该装置主要由外壳1、文稿箱2、摄像头3组成，外壳1呈箱体状，为了便于放置书本或是文稿，在外壳1的下侧设置有一文稿箱2，为了能够获取文稿的图像信息，在外壳1的一侧有一摄像头3，摄像头3也可以数码相机及临时的拍照手机，都可以直接将图像信息摄取，或是传入到计算机并显示在显示屏上，为了更好地达到获取图像和方便的目的，可以在摄像头3前面也可以设置光学模组，这样用户可以根据清晰度、位置等情况，决定是否拍摄下来，如果原始图像没有变形，可以直接存取，就不用校正，如果有变形，可以通过上述的方法进行校正再保存下来，这样的装置可以快速一次性地把文稿的全部信息快速保留下来，就相当于完成普通扫描仪的主要功能，如果有变形还可以应用校正软件进行校正，使其保持原样。
虽然这里只说明了本发明的一个实施例，但其意并非限制本发明的范围、适用性和配置。相反，对实施例的详细说明可使本领域技术人员得以实施。应能理解，在不偏离所附权利要求书确定的本发明精神和范围情况下，可对一些细节做适当变更和修改。
权利要求
1.一种可对文稿进行扫描整理的数码照片面扫描方法及装置，该数码照片面扫描方法及装置可以实现对可视图像的一次性面扫描处理，其方法和步骤为(a)在计算机内预定义好图像规格模板；(b)将要准备拍摄的文稿放在与其自身可形成明显色彩反差的背景之上，或是在文稿边缘加上具有明显色彩反差的边缘标志；(c)由具有拍照功能的设备，对有目标文稿进行拍摄，以获取目标文稿的原始图像信息；(d)将获得的原始图像信息可以实时传输到计算机并显示，也可以保存在计算机的存储器中，或存在可拍照设备的内部存储器中；(e)对以上述获得的图像信息，由计算机程序进行图像边缘提取，或选择手动边缘分割；(f)进行边缘连接，即根据上述的边缘提取的结果，找出顶点并相连接，归结为类矩形或是不规则多边形；(g)与预定义的规格模板进行比对；(h)如不符合规格模板的原始图像则对其进行校正，并匹配得到规格图像，即将校正后的结果与模板进行匹配并保存下来；(i)对具有对文字、名片、表格等图像信息，可启动字符识别程序或驱动方法，对文字及表格进行识别；(j)识别的结果可反应在设备显示器及计算机显示屏幕上；(k)判断是否结束并保存识别扫描信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中(c)所述的设备为拍照手机、数码相机及摄像头等类似设备。
3.根据权利要求1所述的方法，为了得到明显色彩反差，可以要拍摄的白色文稿边缘加一相对色如黑色的边框。
4.根据权利要求1所述的方法，其中(e)所提及的由计算机程序进行图像边缘提取的步骤，主要包括(1)去噪声；(2)微分或差分运算；(3)二值化处理；(4)细化等几个步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所提及的(2)微分或差分运算，也可以采用拉普拉兹算子，索贝尔算子，罗伯特算子等模板运算方法。
6.根据权得要求1中(f)所述的边缘连接是根据边缘提取归结为类矩形或是不规则多边形，其基本算法步骤为(1)根据边缘提取特征归结为边缘线，边缘线可以为一直线或是曲线；(2)求出上述每两条边缘线的交点或顶点；(3)将交点或是顶点各个相连接。
7.根据权得要求1中(h)所述的对原始图像则进行校正，其方法为使找出边缘顶点特征的原始图像按照比例均匀拉伸、压缩变换为规格模板，与预定义的规格模板相匹配。
8.根据权利要求1所述的方法，可以制作成一种数码照片面扫描方法及装置，其特征在于该装置主要由外壳1、文稿箱2、摄像头3组成，外壳1呈箱体状，在外壳1的下侧有一文稿箱2，用于放置文稿，在外壳1的一侧有一摄像头3。
全文摘要
该发明是一种数码照片面扫描方法及装置，其方法与步骤为在计算机内预定义好图像规格模板，使要准备拍摄的文稿与背景之间具有明显颜色反差，由具有拍照功能的设备，对文稿进行拍摄，由计算机程序对图像进行边缘提取，以及边缘连接及匹配、保存，并可对文字及表格进行字符识别，同时，上述的方法可以应用到一个快速面扫描装置中，主要由外壳、文稿箱、摄像头构成，可达到与扫描仪相类似的效果，其优点和效果是使现有的数码相机与拍照手机除成为一种快速扫描装置，具有一次成像、速度快、方便的特点。
文档编号G06T11/00GK1870709SQ20051007102
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月23日 优先权日2005年5月23日
发明者宋柏君 申请人:宋柏君