專利名稱：便攜式掃描裝置和處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像掃描裝置，特別是便攜式的掃描設(shè)備，是以自由角度進(jìn)行手動(dòng)掃描的掃描設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有文檔掃描設(shè)備其掃描原理基本相同，即通過(guò)光電轉(zhuǎn)換元件(如(XD、C0MS、CIS 等)對(duì)文檔進(jìn)行的“一條線”掃描被稱為“主掃描”，而將光電轉(zhuǎn)換元件相對(duì)于原稿的平行移動(dòng)的掃描輸入稱為“副掃描”?！案睊呙琛钡膶?shí)現(xiàn)方式包括平行移動(dòng)光電轉(zhuǎn)換元件和平行移動(dòng)原稿兩種。平行移動(dòng)光電轉(zhuǎn)換元件的方式多應(yīng)用于低速產(chǎn)品，平行移動(dòng)原稿則多應(yīng)用于
尚速?gòu)V品。無(wú)論其結(jié)構(gòu)如何，現(xiàn)有的文檔掃描產(chǎn)品均局限于單一方向掃描，即沿Y方向移動(dòng)完成掃描過(guò)程。而這一點(diǎn)對(duì)于便攜式的掃描設(shè)備的設(shè)計(jì)和應(yīng)用范圍都造成了很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的則是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，為提高圖像掃描設(shè)備的便攜性能， 設(shè)計(jì)的以自由角度進(jìn)行手動(dòng)掃描的掃描設(shè)備。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明包括主掃描器1、速度記錄和補(bǔ)償單元，速度記錄和補(bǔ)償單元至少包括一個(gè)或一組掃描速度記錄器( 和運(yùn)算模塊。掃描速度記錄器2可以采用矩形光電轉(zhuǎn)換元件9，矩形光電轉(zhuǎn)換元件9固定分布在主掃描器1周圍，拍攝方向與主掃描器1相同，矩形光電轉(zhuǎn)換元件9的作用是記錄掃描速度特征的攝像數(shù)據(jù)。便攜式掃描裝置為手動(dòng)操作，首先將便攜式掃描裝置放置于原稿上、再以自由角度在原稿上做往復(fù)移動(dòng)。在進(jìn)行移動(dòng)式掃描的過(guò)程中，主掃描器1 一直貼近原稿并處于拍攝狀態(tài)。通過(guò)往復(fù)移動(dòng)使得主掃描器1的運(yùn)動(dòng)軌跡覆蓋原稿中待掃描的幅面、并記錄整個(gè)過(guò)程的原始掃描數(shù)據(jù)。運(yùn)算模塊根據(jù)掃描速度記錄器( 獲得的攝像數(shù)據(jù)計(jì)算出掃描速度參數(shù)數(shù)據(jù)，并通過(guò)該速度參數(shù)將主掃描器1獲得的原始數(shù)據(jù)組合拼接形成完整的圖像。本發(fā)明的有益效果為該便攜式掃描裝置的特點(diǎn)是便攜性好，操作方法類似于計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、簡(jiǎn)單易用。該裝置可以嵌入應(yīng)用于很多設(shè)備中，如手機(jī)、PDA、數(shù)碼相機(jī)或者計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)等?？梢杂糜趻呙韪鞣N條形碼、標(biāo)簽、名片等，也可以用于掃描摘錄原稿中的圖文或者掃描整幅原稿。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的便攜式掃描裝置的掃描過(guò)程示意圖。圖中1、主掃描器；2、掃描速度記錄器；3殼體；4、顯示屏；6、墊片；7、矩形光電轉(zhuǎn)換元件。
具體實(shí)施例方式下面依托本領(lǐng)域的基本常識(shí)，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明由于便攜式設(shè)備應(yīng)盡量設(shè)計(jì)的輕便靈巧，因此主掃描器1的有效掃描長(zhǎng)度較短， 一般設(shè)計(jì)為3CM至10CM，因此，采用傳統(tǒng)的單向掃描模式無(wú)法掃描幅面較大的原稿(如A4 幅面)。因此，本發(fā)明采用了一種全新的掃描模式，即自由角度往復(fù)移動(dòng)式掃描。如附圖2所示，將便攜式掃描裝置放置于原稿上，起始位置在圖中PosA處，主掃描器1 一直貼近原稿并處于拍攝狀態(tài)。然后手工移動(dòng)便攜式掃描裝置，沿圖中虛線所示的路線做往復(fù)移動(dòng)，最后移動(dòng)到圖中的PosB處。掃描過(guò)程是一個(gè)連貫的過(guò)程，掃描過(guò)程中主掃描器1應(yīng)一直保持貼近原稿，不能與原稿分開。在掃描過(guò)程中，只要保證主掃描器1的運(yùn)動(dòng)軌跡覆蓋原稿的整個(gè)幅面即可、具體掃描線路不受限制，其中掃描的線路允許有部分重疊。 在掃描過(guò)程中，主掃描器1記錄整個(gè)過(guò)程的原始掃描數(shù)據(jù)；同時(shí)，掃描速度記錄器2也同步拍攝記錄掃描速度特征的攝像數(shù)據(jù)。掃描速度記錄器2中采用矩形光電轉(zhuǎn)換元件，其工作原理與公知的光電/激光鼠標(biāo)中使用的光學(xué)定位傳感器類似，通過(guò)一個(gè)放大型光學(xué)成像系統(tǒng)用較高的DPI標(biāo)準(zhǔn)拍攝很小的矩形區(qū)域，通過(guò)局部放大可以更準(zhǔn)確的獲取掃描位置的移動(dòng)量。而用多個(gè)矩形光電轉(zhuǎn)換元件協(xié)同工作，可以互為校驗(yàn)或者取其平均值，避免出現(xiàn)誤差。綜上所述，在自由角度往復(fù)移動(dòng)式掃描過(guò)程中，主掃描器1按固定采樣頻率Fl獲取原稿圖像，從而形成一個(gè)圖像數(shù)組LY，數(shù)量為η個(gè)(LY1，LY2，LY3，. . . LYn)，同時(shí)掃描速度記錄器2也按相同的固定采樣頻率Fl獲取主掃描器1相對(duì)于原稿的位移量，從而形成一個(gè)位移量數(shù)據(jù)數(shù)組ΡΧΥ，其中包含X和Y兩個(gè)方向上的位移量，數(shù)量為η個(gè)(ΡΧ1，PYl, ΡΧ2， ΡΥ2, ΡΧ3, ΡΥ3, . . . PXn, PYn)。自由角度往復(fù)移動(dòng)式掃描所獲得的原始掃描數(shù)據(jù)并不能簡(jiǎn)單的串聯(lián)成完整的圖像，因?yàn)橥鶑?fù)移動(dòng)過(guò)程中，主掃描器1可能重復(fù)掃描到原稿上的同一位置，必然會(huì)產(chǎn)生部分的冗余數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^(guò)以下的方法，由圖像數(shù)組LY和位移量數(shù)據(jù)PXY組合形成完整的圖像1.以LXl和ΡΧ1、ΡΥ1為基準(zhǔn)，以LYl的掃描方向作為掃描坐標(biāo)系的Y方向，以LXl 中第一個(gè)像素點(diǎn)做為坐標(biāo)原點(diǎn)，將LYl中的數(shù)據(jù)填充入目標(biāo)圖像的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)位置中；2.對(duì)比PXl、PYl和ΡΧ2、ΡΥ2，計(jì)算出LX2相對(duì)于LXl的偏轉(zhuǎn)角度α、位移量MX、 MY，將LX2中第一個(gè)像素點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)定為MX、MY，再將LX2中的數(shù)據(jù)坐標(biāo)依次按偏轉(zhuǎn)角度α進(jìn)行旋轉(zhuǎn)計(jì)算獲得新坐標(biāo)，再將LY2中的數(shù)據(jù)按計(jì)算后的坐標(biāo)填充入目標(biāo)圖像的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)位置中；3.將后續(xù)的原始數(shù)據(jù)均與ΡΧ1、ΡΥ1做對(duì)比計(jì)算，重復(fù)步驟2，最終將目標(biāo)圖像拼接完整。由于存在冗余數(shù)據(jù)，目標(biāo)圖像的同一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)上會(huì)出現(xiàn)多個(gè)重復(fù)數(shù)據(jù)，可以分別采取三種不同的方法進(jìn)行處理1.先入為主以第一次填充的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，忽略后續(xù)數(shù)據(jù)；2.后入為主以最新的填充的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，不斷用新數(shù)據(jù)進(jìn)行覆蓋更新；
3.對(duì)比計(jì)算先將所有重復(fù)的數(shù)據(jù)都記錄下來(lái)，最后依據(jù)圖像的整體連貫性原則，通過(guò)與臨近坐標(biāo)的對(duì)比進(jìn)行取舍。掃描圖像可以采用冗余模式或非冗余模式進(jìn)行保存非冗余模式將原始掃描數(shù)據(jù)拼接處理后，按正常的圖像文件格式進(jìn)行保存。冗余模式完全保留原始掃描數(shù)據(jù)，不進(jìn)行圖像處理，可以對(duì)文件進(jìn)行壓縮處理。 由于便攜式設(shè)備的處理能力受到一定的限制，可能難以勝任原始掃描數(shù)據(jù)的拼接和圖像優(yōu)化處理。此時(shí)，可以通過(guò)冗余模式將原始掃描數(shù)據(jù)保留，再通過(guò)計(jì)算機(jī)和專用圖像分析軟件對(duì)原始掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以達(dá)到最佳的顯示效果。實(shí)施例1 該便攜式掃描裝置可以嵌入安裝在手機(jī)中，可以將主掃描器1置于手機(jī)的背面， 利用手機(jī)自身的硬件和軟件進(jìn)行圖像處理。可以在手機(jī)的背面，安裝一組滾輪5或者墊片 6，用以保證便攜式掃描裝置可以平穩(wěn)的在原稿上做往復(fù)移動(dòng)。在掃描過(guò)程中，更可以利用手機(jī)屏幕實(shí)現(xiàn)“所見(jiàn)即所得”的掃描方式。“所見(jiàn)即所得”的掃描方式具體來(lái)說(shuō)，就是在掃描過(guò)程中，將掃描的圖像數(shù)據(jù)直接填充到目標(biāo)圖像中，而目標(biāo)圖像則顯示在手機(jī)屏幕上、并隨著掃描的過(guò)程實(shí)時(shí)刷新。這樣， 操作者可以很直觀的進(jìn)行圖像預(yù)覽；并可實(shí)時(shí)觀察掃描的情況，避免出現(xiàn)漏掃的情況；或可盡早發(fā)現(xiàn)掃描過(guò)程出現(xiàn)較大偏差的情況而中斷此次掃描過(guò)程、重新進(jìn)行掃描。實(shí)施例2 該便攜式掃描裝置可以嵌入安裝在計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)中，利用計(jì)算機(jī)自身的硬件和軟件即可進(jìn)行圖像處理。由于光電/激光鼠標(biāo)本身即含有光學(xué)定位傳感器，可以做為掃描速度記錄器2使用。將主掃描器1置于鼠標(biāo)的底面，掃描方式則與正常移動(dòng)鼠標(biāo)的方式基本相同。由于鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)更符合人體工程學(xué)的特性，可以使得往復(fù)移動(dòng)的掃描操作更加流暢。在掃描過(guò)程中，也可以利用計(jì)算機(jī)顯示器實(shí)現(xiàn)“所見(jiàn)即所得”的掃描方式。以上各實(shí)施例不是對(duì)本發(fā)明的具體限制，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書限定的范圍，可以對(duì)該裝置做出種種具體的修改。
權(quán)利要求
1.便攜式掃描裝置，包括主掃描器(1)，其特征在于所述的便攜式掃描裝置包括一個(gè)速度記錄和補(bǔ)償單元，所述的速度記錄和補(bǔ)償單元至少包括一個(gè)或一組掃描速度記錄器 (2)和運(yùn)算模塊，其中所述的掃描速度記錄器( 是用于記錄掃描速度特征的攝像數(shù)據(jù)的矩形光電轉(zhuǎn)換元件(7)，矩形光電轉(zhuǎn)換元件(7)與光學(xué)成像組件配套使用；矩形光電轉(zhuǎn)換元件(7)固定分布在主掃描器(1)周圍，拍攝方向與主掃描器(1)相同；所述的便攜式掃描裝置為手動(dòng)操作，首先將便攜式掃描裝置放置于原稿上、再以自由角度在原稿上做往復(fù)移動(dòng)，使得主掃描器(1)的運(yùn)動(dòng)軌跡覆蓋原稿中待掃描的幅面、并記錄整個(gè)過(guò)程的原始掃描數(shù)據(jù)；運(yùn)算模塊根據(jù)掃描速度記錄器( 獲得的攝像數(shù)據(jù)計(jì)算出掃描速度參數(shù)數(shù)據(jù)，并通過(guò)該速度參數(shù)將主掃描器(1)獲得的原始掃描數(shù)據(jù)組合拼接形成完整的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式掃描裝置，其特征在于所述的便攜式掃描裝置可以嵌入應(yīng)用于以下設(shè)備中包括手機(jī)、PDA、數(shù)碼相機(jī)和計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式掃描裝置，其特征在于所述的便攜式掃描裝置與用于實(shí)時(shí)顯示掃描過(guò)程的顯示屏(4)共同使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式掃描裝置，其特征在于所述的便攜式掃描裝置與原稿的接觸面一側(cè)，設(shè)有一組滾輪( 或者墊片(6)。
5.便攜式掃描裝置的掃描處理方法，其特征在于便攜式掃描裝置采用自由角度的往復(fù)移動(dòng)式掃描，主掃描器1按固定采樣頻率Fl獲取原稿圖像，從而形成一個(gè)圖像數(shù)組LY，同時(shí)掃描速度記錄器2也按相同的固定采樣頻率Fl獲取主掃描器1相對(duì)于原稿的位移量，從而形成一個(gè)位移量數(shù)據(jù)數(shù)組PXY，其中包含X和Y兩個(gè)方向上的位移量，然后通過(guò)以下的方法進(jìn)行圖像處理5. 1.以LXl和PXl、PY1為基準(zhǔn)，以LYl的掃描方向作為掃描坐標(biāo)系的Y方向，以LXl中第一個(gè)像素點(diǎn)做為坐標(biāo)原點(diǎn)0、0dfLYl中的數(shù)據(jù)填充入目標(biāo)圖像的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)位置中；5. 2.對(duì)比PXUPYl和ΡΧ2、ΡΥ2，計(jì)算出LX2相對(duì)于LXl的偏轉(zhuǎn)角度α、位移量ΜΧ、ΜΥ， 將LX2中第一個(gè)像素點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)定為ΜΧ、ΜΥ，再將LX2中的數(shù)據(jù)坐標(biāo)依次按偏轉(zhuǎn)角度α進(jìn)行旋轉(zhuǎn)計(jì)算獲得新坐標(biāo)，再將LY2中的數(shù)據(jù)按計(jì)算后的坐標(biāo)填充入目標(biāo)圖像的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)位置中；5.3.將后續(xù)的原始數(shù)據(jù)均與ΡΧ1、ΡΥ1做對(duì)比計(jì)算，重復(fù)步驟5. 2，最終將目標(biāo)圖像拼接完整。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式掃描裝置的掃描處理方法，其特征在于在掃描過(guò)程中，同步分析處理已掃描的數(shù)據(jù)，并將拼接后的圖像顯示在顯示屏G)、實(shí)時(shí)刷新，達(dá)到“所見(jiàn)即所得”的效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圖像掃描裝置，特別是便攜式的掃描裝置，是以自由角度進(jìn)行平面掃描的掃描裝置。該裝置可以嵌入在很多設(shè)備中使用，如手機(jī)、PDA、數(shù)碼相機(jī)和計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)。可以應(yīng)用于一維或二維條碼掃描、文字掃描和自動(dòng)識(shí)別、文檔掃描等等。一方面往復(fù)式掃描使掃描器的外形尺寸大幅縮減、增強(qiáng)了便攜性；另一方面，“所見(jiàn)即所得”的掃描方式，更便于操作、易為大眾所接受。
文檔編號(hào)H04N1/107GK102158625SQ20111005061
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者朱杰 申請(qǐng)人:朱杰