一種圖像補償方法和裝置與流程

本發明涉及圖像處理領域領域，尤其涉及一種圖像補償方法和裝置。

背景技術：

CIS(Contact Image Sensor)等線掃描傳感器在掃描儀、智能清分識別儀器等領域中應用非常廣泛。在不同的應用場景下，傳感器所處的溫度環境不同，以及隨著時間的推移會引起傳感器老化導致其特性曲線發生變化，所采集的實際信號與理想情況發生較大的偏差，如傳感器件間的chip線。如果發生在鈔票識別系統中，會引起批量誤識別現象，極大程度上降低系統的可靠性；若發生在掃描儀器中，會導致圖像失真而無法接受。因此，保證不同環境下采集的信號質量具有重大的意義。

現有的技術中，最常用的是預先通過校準紙獲取圖像在不同位置的補償系數，并將不同位置的補償系數和不同溫度下的補償系數保存在存儲器中，采集信號時先通過溫度等傳感器獲取當前環境，然后根據利用保存的各個位置的不同溫度環境下的補償系數補償圖像，從而決定使用哪種溫度環境下的補償系數。

然而，現有的技術不僅需要很多存儲器保存這些補償系數，且需要額外的溫度傳感器，增加系統成本和操作難度。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種圖像補償方法和裝置，通過確定有效窗和有效信號計算原始信號的背景值，進而計算出原始信號的補償值，最終確定并輸出補償信號，解決了現有的技術需要很多存儲器保存補償系數，且需要額外的溫度傳感器，增加系統成本和操作難度的技術問題。

本發明實施例提供了一種圖像補償方法，包括：

根據獲取到的掃描圖像的原始信號所確定的預置參數計算窗進行有效窗的確定，并根據確定的所述有效窗計算出各所述有效窗對應的有效信號；

根據計算出的所述有效信號進行所述原始信號對應的背景值的計算；

根據所述背景值與所述預置參數計算窗的信息進行所述原始信號的背景參考值的計算；

根據所述背景參考值與所述背景值確定所述原始信號對應的補償信號。

可選地，

根據獲取到的掃描圖像的原始信號所確定的預置參數計算窗進行有效窗的確定，并根據確定的所述有效窗計算出各所述有效窗對應的有效信號具體為：

獲取掃描圖像的原始信號，創建并初始化參數計算窗；

通過所述參數計算窗的所有灰度等級包含的數據量及所述數據量在所述參數計算窗的占比計算出重采樣閾值；

對所述重采樣閾值進行判斷，若重采樣閾值在預置范圍內，則該參數計算窗為有效窗，否則為無效窗；

確定所述有效窗中在所述重采樣閾值范圍內的信號為有效信號，否則為無效信號。

可選地，

根據計算出的所述有效信號進行所述原始信號對應的背景值的計算具體為：

獲取各個有效窗每列有效信號的數目以及每列有效信號的累加和；

計算各個有效窗中同列有效信號累加和的和，然后除以各個有效窗中同列有效信號數目的和，將商代表原始信號該列的背景值。

可選地，

根據所述背景值與所述預置參數計算窗的信息進行所述原始信號的背景參考值的計算具體為：

將所述原始信號每列的所述背景值求和然后除以預置的參數計算窗的寬度，將得出的商作為整個所述原始信號的背景參考值。

可選地，

根據所述背景參考值與所述背景值確定所述原始信號對應的補償信號具體為：

用整個信號的背景參考值減去原始信號每列背景值表示該列的補償值；

將每列的補償值與所有與其同列的信號求和得到補償信號，輸出保存補償后的信號。

本發明實施例提供了一種圖像補償裝置，包括：

有效信號確定單元，用于根據獲取到的掃描圖像的原始信號所確定的預置參數計算窗進行有效窗的確定，并根據確定的所述有效窗計算出各所述有效窗對應的有效信號；

背景值單元，用于根據計算出的所述有效信號進行所述原始信號對應的背景值的計算；

背景參考值單元，根據所述背景值與所述預置參數計算窗的信息進行所述原始信號的背景參考值的計算；

補償信號單元，根據所述背景參考值與所述背景值確定所述原始信號對應的補償信號。

可選地，

所述有效信號確定單元包括初始化子單元、重采樣閾值計算子單元、有效窗判斷子單元、有效信號判斷子單元；

所述初始化子單元，用于獲取掃描圖像的原始信號，創建并初始化參數計算窗；

所述重采樣閾值計算子單元，用于通過所述參數計算窗的所有灰度等級包含的數據量及所述數據量在所述參數計算窗的占比計算出重采樣閾值；

所述有效窗判斷子單元，用于對所述重采樣閾值進行判斷，若重采樣閾值在預置范圍內，則該參數計算窗為有效窗，否則為無效窗；

所述有效信號判斷子單元，用于確定所述有效窗中在所述重采樣閾值范圍內的信號為有效信號，否則為無效信號。

可選地，

所述背景值單元包括有效信號計算子單元和背景值計算子單元；

所述有效信號計算子單元，用于獲取各個有效窗每列有效信號的數目以及每列有效信號的累加和；

背景值計算子單元，用于計算各個有效窗中同列有效信號累加和的和，然后除以各個有效窗中同列有效信號數目的和，將商代表原始信號該列的背景值。

可選地，

所述背景參考值單元具體用于將所述原始信號每列的所述背景值求和然后除以預置的參數計算窗的寬度，將得出的商作為整個所述原始信號的背景參考值。

可選地，

所述補償信號單元包括補償值計算子單元和補償信號輸出子單元；

所述補償值計算子單元，用于把整個信號的背景參考值減去原始信號每列背景值表示該列的補償值；

所述補償信號輸出子單元，用于將每列的補償值與所有與其同列的信號求和得到補償信號，輸出保存補償后的信號。

從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點：

通過確定有效窗和有效信號計算原始信號的背景值，進而計算出原始信號的補償值，最終確定并輸出補償信號，充分利用了線掃描傳感器的特性和有效圖像區域數據圖像分布特性，不需要探測傳感器所處環境的溫度，解決了現有技術需要很多存儲器保存補償系數、需要額外的溫度傳感器、增加系統成本和操作難度的技術問題，進而使得補償值的測定不受溫度的影響，無論在高溫、常溫、低溫環境下都能得到高質量無失真的圖像信號；而且通過在線計算窗進行圖像補償值的計算，計算更新效率高，能適應復雜的背景。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種圖像補償方法的第一個實施例的流程圖；

圖2為本發明實施例提供的一種圖像補償方法的第二個實施例的流程圖；

圖3為本發明實施例提供的一種圖像補償方法的正常樣本示例的示意圖；

圖4為本發明實施例提供的一種圖像補償方法的異常樣本示例的示意圖；

圖5為本發明實施例提供的一種圖像補償方法的參數計算窗示意圖；

圖6為本發明實施例提供的一種圖像補償方法的估計灰度分布與參考值對比示意圖；

圖7為本發明實施例提供的一種圖像補償方法的補償成功后的樣本示意圖；

圖8為本發明實施例提供的一種基于圖像補償方法的圖像補償裝置的第一個實施例的結構圖；

圖9為本發明實施例提供的一種基于圖像補償方法的圖像補償裝置的第二個實施例的結構圖。

具體實施方式

本發明實施例提供了一種圖像補償方法和裝置，通過確定有效窗和有效信號計算原始信號的背景值，進而計算出原始信號的補償值，最終確定并輸出補償信號，解決了現有的技術需要很多存儲器保存補償系數，且需要額外的溫度傳感器，增加系統成本和操作難度的技術問題。

為使得本發明的發明目的、特征、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1、圖3至圖7，本發明實施例提供的一種圖像補償方法的第一個實施例包括：

101，根據獲取到的掃描圖像的原始信號所確定的預置參數計算窗進行有效窗的確定，并根據確定的有效窗計算出各有效窗對應的有效信號；

在本實施例中，首先需要根據獲取到的掃描圖像的原始信號所確定的預置參數計算窗進行有效窗的確定，并根據確定的有效窗計算出各有效窗對應的有效信號。

102，根據計算出的有效信號進行原始信號對應的背景值的計算；

當根據獲取到的掃描圖像的原始信號所確定的預置參數計算窗進行有效窗的確定，并根據確定的有效窗計算出各有效窗對應的有效信號之后，需要根據計算出的有效信號進行原始信號對應的背景值的計算。

103，根據背景值與預置參數計算窗的信息進行原始信號的背景參考值的計算；

當根據計算出的有效信號進行原始信號對應的背景值的計算之后，需要根據背景值與預置參數計算窗進行原始信號的背景參考值的計算。

104，根據背景參考值與背景值確定原始信號對應的補償信號；

當根據背景值與預置參數計算窗進行原始信號的背景參考值的計算之后，需要根據背景參考值與背景值確定原始信號對應的補償信號。

上面是對圖像補償方法的過程進行的描述，下面將對圖像補償方法的過程進行詳細的描述，請參閱圖圖2至圖7，本發明實施例提供的一種圖像補償方法的第二個實施例包括：

201，獲取掃描圖像的原始信號，創建并初始化參數計算窗；

在本實施例中，首先需要獲取掃描圖像的原始信號，創建并初始化參數計算窗。

202，通過參數計算窗的所有灰度等級包含的數據量及數據量在參數計算窗的占比計算出重采樣閾值；

在獲取掃描圖像的原始信號，創建并初始化參數計算窗之后，需要通過參數計算窗的所有灰度等級包含的數據量及數據量在參數計算窗的占比計算出重采樣閾值。

203，對重采樣閾值進行判斷，若重采樣閾值在預置范圍內，則該參數計算窗為有效窗，否則為無效窗；

在通過參數計算窗的所有灰度等級包含的數據量及數據量在參數計算窗的占比計算出重采樣閾值之后，需要對重采樣閾值進行判斷，若重采樣閾值在預置范圍內，則該參數計算窗為有效窗，否則為無效窗。

204，確定有效窗中在重采樣閾值范圍內的信號為有效信號，否則為無效信號；

在對重采樣閾值進行判斷，若重采樣閾值在預置范圍內，則該參數計算窗為有效窗，否則為無效窗之后，需要確定有效窗中在重采樣閾值范圍內的信號為有效信號，否則為無效信號。

205，獲取各個有效窗每列有效信號的數目以及每列有效信號的累加和；

在確定有效窗中在重采樣閾值范圍內的信號為有效信號，否則為無效信號之后，需要獲取各個有效窗每列有效信號的數目以及每列有效信號的累加和。

206，計算各個有效窗中同列有效信號累加和的和，然后除以各個有效窗中同列有效信號數目的和，將商代表原始信號該列的背景值；

在獲取各個有效窗每列有效信號的數目以及每列有效信號的累加和之后，需要計算各個有效窗中同列有效信號累加和的和，然后除以各個有效窗中同列有效信號數目的和，將商代表原始信號該列的背景值。

207，將原始信號每列的背景值求和然后除以預置的參數計算窗的寬度，將得出的商作為整個原始信號的背景參考值；

在計算各個有效窗中同列有效信號累加和的和，然后除以各個有效窗中同列有效信號數目的和，將商代表原始信號該列的背景值之后，需要將原始信號每列的背景值求和然后除以預置的參數計算窗的寬度，將得出的商作為整個原始信號的背景參考值。

208，用整個信號的背景參考值減去原始信號每列背景值表示該列的補償值；

在將原始信號每列的背景值求和然后除以預置的參數計算窗的寬度，將得出的商作為整個原始信號的背景參考值之后，需要整個信號的背景參考值減去原始信號每列背景值表示該列的補償值。

209，將每列的補償值與所有與其同列的信號求和得到補償信號，輸出保存補償后的信號；

在用整個信號的背景參考值減去原始信號每列背景值表示該列的補償值，需要將每列的補償值與所有與其同列的信號求和得到補償信號，輸出保存補償后的信號。

需要說明的是，根據所獲取的原始掃描信號的寬、高等信息創建并初始化參數計算窗WIN_i,(i＝0,1,2,…n)，參數計算窗WIN_i的位置信息包括左上頂點Pt_i(x_i,y_i),W_i和H_i，如圖5所示參數計算窗；

然后計算參數計算窗WIN_i中所有灰度等級包含的數據量G_i,j,(j＝0,1,2…255)及其在WIN_i中所占的比例Rate_i,j，其中：Rate_i,j＝G_i,j/(W_i*H_i)。根據G_i,j和Rate_i,j計算得出重采樣閾值T_i；例如，在WIN_i中，將j＝255自減1一直到0時累加Rate_i,j得到累加比例和S_i,1，同時累加(G_i,j*Rate_i,j)得到累加灰度和S_i,2，當累加比例和S_i,1滿足預設比例范圍(大于50％)范圍則停止累加，此時通過T_i＝(S_i,2/S_i,1)-d(此處d設為20)求取T_i，若T_i滿足預設比例范圍(100≤T_i≤180)，則參數計算窗為有效窗，并通過將窗權重ω_i置1標記，若T_i不滿足預設比例范圍(100≤T_i≤180)，參數計算窗為無效窗，并通過將窗權重ω_i置0標記；如圖5所示3個參數計算窗中，假設WIN₂中灰度直方圖黑色像素占該窗的80％，首次S_2,1>50％停止累加時S_2,1等于95％，所計算得到的T₂＝40，T₂不在預設范圍內，故將ω₂置為0。

按式(1)、(2)計算每個WIN_i中的同列有效信號累加和l_i,c，(Pt_i(x_i)≤c＜W_i)，此處假設各個參數計算窗的寬W_i相等；

其中g_i,r,c表示WIN_i中第r行第c列的信號值；δ_i,r,c為1時則g_i,r,c為有效信號值，反之則為無效信號值；l_i,c表示WIN_i中第c列有效信號值的累加和。

根據式(3)計算各個有效窗中同列有效信號數目的和s_i,c；

按式(4)計算每列有效信號的背景值，即用每個WIN_i中每列有效信號的平均值作為一個像素值進行加權平均，計算得到代表整幅圖像當前列的背景值D_c，按式(5)計算得出背景參考值ref，即用代表整幅圖像每列的背景值D_c求平均得到背景參考值ref，按式(6)計算得到第c列信號的補償值Cs_c，根據線掃描傳感器特性，同一列的所有信號都是通過同一傳感器點陣采集得到，所以可以用每列的背景值D_c與背景參考值ref之間的差異代表整幅圖像該列所有像素的噪聲干擾即補償值Cs_c。如圖6所示，計算得到的D_c波形與背景參考值ref偏差計算得到補償值Cs_c，圖6中縱坐標表示幅值，橫坐標表示列坐標。

Cs_c＝ref-D_c (6)

利用所得每列信號的補償值Cs_c與原始信號值求和得到補償信號，如式(7)，輸出補償成功后的信號f(r,c)，式中g(r,c)是各個位置的原始信號值。補償后圖像如圖7所示，原有的異常亮條、暗條、chip線等干擾都可消除，且不存在干擾的區域不會受到影響。

f(r,c)＝g(r,c)+Cs_c (7)

請參閱圖8，本發明實施例還提供了一種圖像補償裝置的第一個實施例，包括：

有效信號確定單元301，用于根據獲取到的掃描圖像的原始信號所確定的預置參數計算窗進行有效窗的確定，并根據確定的有效窗計算出各有效窗對應的有效信號；

背景值單元302，用于根據計算出的有效信號進行原始信號對應的背景值的計算；

背景參考值單元303，根據背景值與預置參數計算窗的信息進行原始信號的背景參考值的計算；

補償信號單元304，根據背景參考值與背景值確定原始信號對應的補償信號。

上面是對紙圖像補償裝置的單元進行詳細的描述，下面將對圖像補償裝置的單元下面的子單元進行詳細的描述，請參閱圖9，本發明實施例中提供的一種圖像補償裝置的第二個實施例，包括：

有效信號確定單元401，用于根據獲取到的掃描圖像的原始信號所確定的預置參數計算窗進行有效窗的確定，并根據確定的有效窗計算出各有效窗對應的有效信號；

背景值單元402，用于根據計算出的有效信號進行原始信號對應的背景值的計算；

背景參考值單元403，根據背景值與預置參數計算窗進行原始信號的背景參考值的計算；

補償信號單元404，根據背景參考值與背景值確定原始信號對應的補償信號。

有效信號確定單元401包括初始化子單元4011、重采樣閾值計算子單元4012、有效窗判斷子單元4013、有效信號判斷子單元4014；

初始化子單元4011，用于獲取掃描圖像的原始信號，創建并初始化參數計算窗；

重采樣閾值計算子單元4012，用于通過參數計算窗的所有灰度等級包含的數據量及數據量在參數計算窗的占比計算出重采樣閾值；

有效窗判斷子單元4013，用于對重采樣閾值進行判斷，若重采樣閾值在預置范圍內，則該參數計算窗為有效窗，否則為無效窗；

有效信號判斷子單元4014，用于確定有效窗中在重采樣閾值范圍內的信號為有效信號，否則為無效信號。

背景值單元402包括有效信號計算子單元4021和背景值計算子單元4022；

有效信號計算子單元4021，用于獲取各個有效窗每列有效信號的數目以及每列有效信號的累加和；

背景值計算子單元4022，用于計算各個有效窗中同列有效信號累加和的和，然后除以各個有效窗中同列有效信號數目的和，將商代表原始信號該列的背景值。

背景參考值單元403具體用于將原始信號每列的背景值求和然后除以預置的參數計算窗的寬度，將得出的商作為整個原始信號的背景參考值。

補償信號單元404包括補償值計算子單元4041和補償信號輸出子單元4042；

補償值計算子單元4041，用于把整個信號的背景參考值減去原始信號每列背景值表示該列的補償值；

補償信號輸出子單元4042，用于將每列的補償值與所有與其同列的信號求和得到補償信號，輸出保存補償后的信號。

本實施例中，首先初始化子單元4011獲取掃描圖像的原始信號，創建并初始化參數計算窗，然后重采樣閾值計算子單元4012通過參數計算窗的所有灰度等級包含的數據量及數據量在參數計算窗的占比計算出重采樣閾值，之后有效窗判斷子單元4013對重采樣閾值進行判斷，若重采樣閾值在預置范圍內，則該參數計算窗為有效窗，否則為無效窗，進而有效信號判斷子單元4014確定有效窗中在重采樣閾值范圍內的信號為有效信號，否則為無效信號，之后有效信號計算子單元4021獲取各個有效窗每列有效信號的數目以及每列有效信號的累加和，背景值計算子單元4022計算各個有效窗中同列有效信號累加和的和，然后除以各個有效窗中同列有效信號數目的和，將商代表原始信號該列的背景值，背景參考值單元403將原始信號每列的背景值求和然后除以預置的參數計算窗的寬度，將得出的商作為整個原始信號的背景參考值，補償值計算子單元4041用整個信號的背景參考值減去原始信號每列背景值表示該列的補償值，最后償信號輸出子單元4042將每列的補償值與所有與其同列的信號求和得到補償信號，輸出保存補償后的信號。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統，裝置和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能單元的形式實現。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。