专利名称：便携式扫描装置和处理方法
技术领域：
本发明涉及一种图像扫描装置，特别是便携式的扫描设备，是以自由角度进行手动扫描的扫描设备。
背景技术：
现有文档扫描设备其扫描原理基本相同，即通过光电转换元件(如(XD、C0MS、CIS 等)对文档进行的“一条线”扫描被称为“主扫描”，而将光电转换元件相对于原稿的平行移动的扫描输入称为“副扫描”。“副扫描”的实现方式包括平行移动光电转换元件和平行移动原稿两种。平行移动光电转换元件的方式多应用于低速产品，平行移动原稿则多应用于
尚速广品。无论其结构如何，现有的文档扫描产品均局限于单一方向扫描，即沿Y方向移动完成扫描过程。而这一点对于便携式的扫描设备的设计和应用范围都造成了很大的限制。
发明内容
本发明的目的则是针对上述现有技术的不足，为提高图像扫描设备的便携性能， 设计的以自由角度进行手动扫描的扫描设备。本发明的目的可以通过以下措施来实现本发明包括主扫描器1、速度记录和补偿单元，速度记录和补偿单元至少包括一个或一组扫描速度记录器( 和运算模块。扫描速度记录器2可以采用矩形光电转换元件9，矩形光电转换元件9固定分布在主扫描器1周围，拍摄方向与主扫描器1相同，矩形光电转换元件9的作用是记录扫描速度特征的摄像数据。便携式扫描装置为手动操作，首先将便携式扫描装置放置于原稿上、再以自由角度在原稿上做往复移动。在进行移动式扫描的过程中，主扫描器1 一直贴近原稿并处于拍摄状态。通过往复移动使得主扫描器1的运动轨迹覆盖原稿中待扫描的幅面、并记录整个过程的原始扫描数据。运算模块根据扫描速度记录器( 获得的摄像数据计算出扫描速度参数数据，并通过该速度参数将主扫描器1获得的原始数据组合拼接形成完整的图像。本发明的有益效果为该便携式扫描装置的特点是便携性好，操作方法类似于计算机鼠标、简单易用。该装置可以嵌入应用于很多设备中，如手机、PDA、数码相机或者计算机鼠标等。可以用于扫描各种条形码、标签、名片等，也可以用于扫描摘录原稿中的图文或者扫描整幅原稿。
图1为本发明实施例的结构图。图2为本发明的便携式扫描装置的扫描过程示意图。图中1、主扫描器；2、扫描速度记录器；3壳体；4、显示屏；6、垫片；7、矩形光电转换元件。
具体实施例方式下面依托本领域的基本常识，结合附图对本发明作进一步地说明由于便携式设备应尽量设计的轻便灵巧，因此主扫描器1的有效扫描长度较短， 一般设计为3CM至10CM，因此，采用传统的单向扫描模式无法扫描幅面较大的原稿(如A4 幅面)。因此，本发明采用了一种全新的扫描模式，即自由角度往复移动式扫描。如附图2所示，将便携式扫描装置放置于原稿上，起始位置在图中PosA处，主扫描器1 一直贴近原稿并处于拍摄状态。然后手工移动便携式扫描装置，沿图中虚线所示的路线做往复移动，最后移动到图中的PosB处。扫描过程是一个连贯的过程，扫描过程中主扫描器1应一直保持贴近原稿，不能与原稿分开。在扫描过程中，只要保证主扫描器1的运动轨迹覆盖原稿的整个幅面即可、具体扫描线路不受限制，其中扫描的线路允许有部分重叠。 在扫描过程中，主扫描器1记录整个过程的原始扫描数据；同时，扫描速度记录器2也同步拍摄记录扫描速度特征的摄像数据。扫描速度记录器2中采用矩形光电转换元件，其工作原理与公知的光电/激光鼠标中使用的光学定位传感器类似，通过一个放大型光学成像系统用较高的DPI标准拍摄很小的矩形区域，通过局部放大可以更准确的获取扫描位置的移动量。而用多个矩形光电转换元件协同工作，可以互为校验或者取其平均值，避免出现误差。综上所述，在自由角度往复移动式扫描过程中，主扫描器1按固定采样频率Fl获取原稿图像，从而形成一个图像数组LY，数量为η个(LY1，LY2，LY3，. . . LYn)，同时扫描速度记录器2也按相同的固定采样频率Fl获取主扫描器1相对于原稿的位移量，从而形成一个位移量数据数组ΡΧΥ，其中包含X和Y两个方向上的位移量，数量为η个(ΡΧ1，PYl, ΡΧ2， ΡΥ2, ΡΧ3, ΡΥ3, . . . PXn, PYn)。自由角度往复移动式扫描所获得的原始扫描数据并不能简单的串联成完整的图像，因为往复移动过程中，主扫描器1可能重复扫描到原稿上的同一位置，必然会产生部分的冗余数据。可以通过以下的方法，由图像数组LY和位移量数据PXY组合形成完整的图像1.以LXl和ΡΧ1、ΡΥ1为基准，以LYl的扫描方向作为扫描坐标系的Y方向，以LXl 中第一个像素点做为坐标原点，将LYl中的数据填充入目标图像的对应坐标位置中；2.对比PXl、PYl和ΡΧ2、ΡΥ2，计算出LX2相对于LXl的偏转角度α、位移量MX、 MY，将LX2中第一个像素点坐标设定为MX、MY，再将LX2中的数据坐标依次按偏转角度α进行旋转计算获得新坐标，再将LY2中的数据按计算后的坐标填充入目标图像的对应坐标位置中；3.将后续的原始数据均与ΡΧ1、ΡΥ1做对比计算，重复步骤2，最终将目标图像拼接完整。由于存在冗余数据，目标图像的同一个坐标点上会出现多个重复数据，可以分别采取三种不同的方法进行处理1.先入为主以第一次填充的数据为准，忽略后续数据；2.后入为主以最新的填充的数据为准，不断用新数据进行覆盖更新；
3.对比计算先将所有重复的数据都记录下来，最后依据图像的整体连贯性原则，通过与临近坐标的对比进行取舍。扫描图像可以采用冗余模式或非冗余模式进行保存非冗余模式将原始扫描数据拼接处理后，按正常的图像文件格式进行保存。冗余模式完全保留原始扫描数据，不进行图像处理，可以对文件进行压缩处理。 由于便携式设备的处理能力受到一定的限制，可能难以胜任原始扫描数据的拼接和图像优化处理。此时，可以通过冗余模式将原始扫描数据保留，再通过计算机和专用图像分析软件对原始扫描数据进行处理，以达到最佳的显示效果。实施例1 该便携式扫描装置可以嵌入安装在手机中，可以将主扫描器1置于手机的背面， 利用手机自身的硬件和软件进行图像处理。可以在手机的背面，安装一组滚轮5或者垫片 6，用以保证便携式扫描装置可以平稳的在原稿上做往复移动。在扫描过程中，更可以利用手机屏幕实现“所见即所得”的扫描方式。“所见即所得”的扫描方式具体来说，就是在扫描过程中，将扫描的图像数据直接填充到目标图像中，而目标图像则显示在手机屏幕上、并随着扫描的过程实时刷新。这样， 操作者可以很直观的进行图像预览；并可实时观察扫描的情况，避免出现漏扫的情况；或可尽早发现扫描过程出现较大偏差的情况而中断此次扫描过程、重新进行扫描。实施例2 该便携式扫描装置可以嵌入安装在计算机鼠标中，利用计算机自身的硬件和软件即可进行图像处理。由于光电/激光鼠标本身即含有光学定位传感器，可以做为扫描速度记录器2使用。将主扫描器1置于鼠标的底面，扫描方式则与正常移动鼠标的方式基本相同。由于鼠标的设计更符合人体工程学的特性，可以使得往复移动的扫描操作更加流畅。在扫描过程中，也可以利用计算机显示器实现“所见即所得”的扫描方式。以上各实施例不是对本发明的具体限制，在不脱离本发明的权利要求书限定的范围，可以对该装置做出种种具体的修改。
权利要求
1.便携式扫描装置，包括主扫描器(1)，其特征在于所述的便携式扫描装置包括一个速度记录和补偿单元，所述的速度记录和补偿单元至少包括一个或一组扫描速度记录器 (2)和运算模块，其中所述的扫描速度记录器( 是用于记录扫描速度特征的摄像数据的矩形光电转换元件(7)，矩形光电转换元件(7)与光学成像组件配套使用；矩形光电转换元件(7)固定分布在主扫描器(1)周围，拍摄方向与主扫描器(1)相同；所述的便携式扫描装置为手动操作，首先将便携式扫描装置放置于原稿上、再以自由角度在原稿上做往复移动，使得主扫描器(1)的运动轨迹覆盖原稿中待扫描的幅面、并记录整个过程的原始扫描数据；运算模块根据扫描速度记录器( 获得的摄像数据计算出扫描速度参数数据，并通过该速度参数将主扫描器(1)获得的原始扫描数据组合拼接形成完整的图像。
2.根据权利要求1所述的便携式扫描装置，其特征在于所述的便携式扫描装置可以嵌入应用于以下设备中包括手机、PDA、数码相机和计算机鼠标。
3.根据权利要求1所述的便携式扫描装置，其特征在于所述的便携式扫描装置与用于实时显示扫描过程的显示屏(4)共同使用。
4.根据权利要求1所述的便携式扫描装置，其特征在于所述的便携式扫描装置与原稿的接触面一侧，设有一组滚轮( 或者垫片(6)。
5.便携式扫描装置的扫描处理方法，其特征在于便携式扫描装置采用自由角度的往复移动式扫描，主扫描器1按固定采样频率Fl获取原稿图像，从而形成一个图像数组LY，同时扫描速度记录器2也按相同的固定采样频率Fl获取主扫描器1相对于原稿的位移量，从而形成一个位移量数据数组PXY，其中包含X和Y两个方向上的位移量，然后通过以下的方法进行图像处理5. 1.以LXl和PXl、PY1为基准，以LYl的扫描方向作为扫描坐标系的Y方向，以LXl中第一个像素点做为坐标原点0、0dfLYl中的数据填充入目标图像的对应坐标位置中；5. 2.对比PXUPYl和ΡΧ2、ΡΥ2，计算出LX2相对于LXl的偏转角度α、位移量ΜΧ、ΜΥ， 将LX2中第一个像素点坐标设定为ΜΧ、ΜΥ，再将LX2中的数据坐标依次按偏转角度α进行旋转计算获得新坐标，再将LY2中的数据按计算后的坐标填充入目标图像的对应坐标位置中；5.3.将后续的原始数据均与ΡΧ1、ΡΥ1做对比计算，重复步骤5. 2，最终将目标图像拼接完整。
6.根据权利要求4所述的便携式扫描装置的扫描处理方法，其特征在于在扫描过程中，同步分析处理已扫描的数据，并将拼接后的图像显示在显示屏G)、实时刷新，达到“所见即所得”的效果。
全文摘要
本发明涉及一种图像扫描装置，特别是便携式的扫描装置，是以自由角度进行平面扫描的扫描装置。该装置可以嵌入在很多设备中使用，如手机、PDA、数码相机和计算机鼠标。可以应用于一维或二维条码扫描、文字扫描和自动识别、文档扫描等等。一方面往复式扫描使扫描器的外形尺寸大幅缩减、增强了便携性；另一方面，“所见即所得”的扫描方式，更便于操作、易为大众所接受。
文档编号H04N1/107GK102158625SQ20111005061
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者朱杰 申请人:朱杰