一種基于cis掃描的圖像采集、識別及閱讀方法與系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像處理及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CIS掃描的圖像采集和閱讀 系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前很多商品都附有文字說明或者QRCode(QRCode)。QRCode易于制作，可承 載信息量較大，糾錯能力較強，譯碼可靠性高。目前大多數(shù)主流的智能手機操作系統(tǒng)也推出 了很多款文字識別或QRCode識別App，該類App大多數(shù)是使用攝像頭作為圖像采集工具。 大多數(shù)QRCode的譯碼由攝像頭完成。攝像頭的掃描需要較好的環(huán)境光線，而且攝像頭掃 描出來的圖像帶有畸變，對于柱面圖像而言，攝像頭掃描會帶來更大的畸變甚至不能夠正 常掃描。因此，可采用接觸式傳感器（Contact Image Sensor，CIS)進行QRCode圖像的掃 描。CIS本身帶有LED光源，因此對環(huán)境光的要求較低，同時，CIS每次掃描得到一行圖像數(shù) 據(jù)，與掃描方向垂直方向上的像素均勻縮放，無攝像頭帶來的圖像畸變等問題。因此，可以 首先將文字生成QRCode，然后再通過CIS掃描QRCode獲取文字信息。
[0003] 在老齡化日趨嚴重的社會中，為了方便老年人的使用。本發(fā)明提出了一種基于CIS 本身特點的新的圖像處理的算法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提出了一種基于CIS掃描的圖像采集、識別及閱讀方法，包括如下步驟：獲 取步驟：利用接觸式傳感器掃描物品獲得圖像或文字；識別步驟：通過圖像定位及采樣網(wǎng) 格快速識別所述圖像或所述文字，獲得文本信息。
[0005] 本發(fā)明所述的基于CIS掃描的圖像采集、識別及閱讀方法中，對圖像的識別包括 如下步
[0006] 驟：步驟A1:對接觸式傳感器讀入的像素值以DMA方式將采集到的一行電壓值存 入內(nèi)
[0007] 存數(shù)據(jù)中；步驟A2:采用bitband方式對采集到的圖像進行二值化；步驟A3:以聯(lián) 通邊
[0008] 界跟蹤的方式定位所述圖像中的QR Code;步驟A4:建立與所述圖像角度相同的 米樣網(wǎng)
[0009] 格；步驟A5:以所述采樣網(wǎng)格獲取格式信息；步驟A6:消除掩膜，恢復數(shù)據(jù)；步驟 A7 ：
[0010] 譯碼得到所述QR Code的文本信息。
[0011] 本發(fā)明所述的基于CIS掃描的圖像采集、識別及閱讀方法中，QR Code的定位方法 包括如下步驟：步驟A21 :掃描方向遍歷圖像數(shù)組，尋找黑白跳變沿的交點；步驟A22 :以任 何一個邊界位置的黑點為起始點，對其八鄰域進行逆時針搜索，找到黑到白的跳變點；步驟 A23 :將搜索點移動至上一搜索到的所述跳變點，進行八鄰域邊界搜索；步驟A24 :循環(huán)執(zhí)行 步驟A22與A23,直到所述搜索點回到起始點或搜索次數(shù)已超過預先設定的最大值為止。
[0012] 本發(fā)明所述的基于CIS掃描的圖像采集、識別及閱讀方法中，建立采樣網(wǎng)格的方 法包括如下步驟：步驟A31 :尋找白到黑的跳變點；步驟A32 :在其八鄰域內(nèi)尋找黑到白的 跳變點，記錄下每個白到黑和黑到白的跳變點及其坐標；步驟A33 :用坐標相對較大的跳變 點坐標減去坐標相對較小的跳變點坐標，得到黑塊和白塊的像素個數(shù)；步驟A34 :若黑塊和 白塊之間的比例滿足1 :1 :3 :1 :1且間隔交替出現(xiàn)，則確定了定位符；步驟A35 :根據(jù)所述定 位符中相互垂直的邊緣上3個點的坐標即可確定出圖像的旋轉(zhuǎn)角度；步驟A36 :在當前旋轉(zhuǎn) 角度上建立與圖像旋轉(zhuǎn)角度相同的采樣網(wǎng)格。
[0013] 本發(fā)明所述的基于CIS掃描的圖像采集、識別及閱讀方法中，本發(fā)明所述的基于 CIS掃描的圖像采集、識別及閱讀方法中，步驟A2后，進一步包括對所述QR Code進行去除 圖像厚度及圖像濾波處理，包括如下步驟：步驟B1 :在消去圖像在掃描方向上的厚度后，遍 歷圖像數(shù)組，如果前后兩行圖像數(shù)據(jù)如果存在連續(xù)5個像素值不同時，則判定這兩行屬于 QR Code的不同的兩行；否則認定前后兩行屬于QR Code的同一行，以除去與掃描方向垂直 的方向上的圖像厚度；步驟B2 :遍歷圖像的每一行，尋找黑到白的跳變點和白到黑的跳變 點，圖像掃描的第一行是QR Code的定位符的第一行，為QR Code定位符的連續(xù)多個比特 1，其數(shù)量與QR Code的尺寸相關(guān)；當且僅當連續(xù)4個像素值為0,其后連續(xù)4個像素值為1 時，才認為是黑到白的跳變點，白到黑的跳變點采用同樣的方法，記錄下各個黑到白和白到 黑的跳變點；步驟B3 :用第一個黑到白的跳變點除以連續(xù)比特1的數(shù)量，得到與掃描垂直方 向上每個比特由多少個像素代替，對以后每一行用這個標尺進行線性等比例縮減，得到每 一行的〇, 1比特流；步驟B4 :對每一行數(shù)據(jù)進行除去厚度處理，最終得到一個與原QR Code 尺寸相同大小的比特流數(shù)組。
[0014] 本發(fā)明還提出了一種利用所述的基于CIS掃描的圖像采集、識別及閱讀方法的系 統(tǒng)，包括微處理器單元（MCU)和接觸式傳感器；所述接觸式傳感器用于掃描物品獲得圖像 或文字；所述微處理器單元控制接觸式傳感器的時鐘與光源等信號的輸入和輸出，用于識 別所述圖像或所述文字以獲得文本信息。
[0015] 該系統(tǒng)中，所述微處理器單元和所述接觸式傳感器之間的管腳連接為：HM2_CH1 與所述接觸式觸感器的CLK管腳連接，用于提供工作時鐘，為500KHz方波；HM2_CH2與 HM2_CH1同頻，但是極性相反，作為ADC觸發(fā)源，在所述觸發(fā)源的觸發(fā)下ADC開啟轉(zhuǎn)換通道， 讀入像素值；HM3_CH1與所述接觸式傳感器的LEDr管腳連接，產(chǎn)生頻率為2500Hz，占空比 為2499/2500的PWM波，控制CIS光源LEDr的亮度；HM3_CH2產(chǎn)生頻率為2500Hz，占空比為 1/2500的PWM波，與所述接觸式傳感器的SI管腳連接，用于控制開啟和終止轉(zhuǎn)換；ADC_CH5 與所述接觸式傳感器的SIG管腳連接，用于讀入的像素值以DMA方式存入數(shù)組ImageArray 中。
[0016] 該系統(tǒng)中，進一步包括與所述微處理器單元連接的IXD屏幕，兩者通過USART1接 口進行通信，波特率為115200bps用于顯示掃描到的圖像。
[0017] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明基于CIS掃描，由于CIS自帶光源，因此對于環(huán)境 光不明顯，CIS使用過程中，不存在對焦的問題，操作簡單，由于CIS掃描得到的圖像在與掃 描方向垂直方向上無非線性形變，即使QR Code貼在柱面上也不會使掃描出的圖像有較大 的形變。因此在圖像處理過程中，無需考慮圖像校正問題，因此，只需用線性的縮放來處理 像素即可，無需考慮桶型或者枕型畸變的校正問題，省略大量的浮點運算和存儲空間，也提 高了運算速度和圖像處理效率。本發(fā)明只需用線性變換將掃描得到的每一行像素進行等比 例縮放，就可得到QR Code比特流，同時可以進行圖像濾波等處理，然后根據(jù)QR Code編碼 標準進行譯碼，得到文本信息。本發(fā)明中將CIS傳感器及其外圍電路作為一個終端，具有便 攜，操作簡單的特點。
【附圖說明】
[0018] 圖1是接觸式傳感器的工作時序圖。
[0019] 圖2是接觸式傳感器及其導向輪的連接示意圖。
[0020] 圖3是文字識別的流程圖。
[0021] 圖4是QR Code識別的流程圖。
[0022] 圖5是聯(lián)通邊界跟蹤算法不意圖。
[0023] 圖6是確定旋轉(zhuǎn)角度示例。
[0024] 圖7是CIS采集到的圖像的示意圖。
[0025] 圖8是單獨抽出QR Code中的一個白塊的像素組成示例。
[0026] 圖9是除去圖像與掃描方向垂直的方向上的厚度以及圖像濾波的示例。
[0027] 圖10是除去圖像掃描方向上的厚度以及圖像濾波的示例。
[0028] 圖11是圖像采樣網(wǎng)格的實例。
[0029] 圖12是QR Code譯碼流程圖。
[0030]圖13是本發(fā)明基于CIS掃描的圖像采集、識別及閱讀系統(tǒng)的電路連接。
【具體實施方式】
[0031] 結(jié)合以下具體實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施本發(fā)明的過程、 條件、實驗方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識和公知常識，本發(fā) 明沒有特別限制內(nèi)容。
[0032] 接觸式傳感器CIS的工作時序如圖1所示，其管腳如以下表1所示，CIS在CLK控 制下工作，掃描精度為200DPI，由SI信號開啟CIS的轉(zhuǎn)換，當SI拉高后，如果LEDr被拉高， 則CIS發(fā)出紅光光源，照在圖像上，CIS通過接收反射光的強度將圖像中