本发明专利技术涉及一种扫描装置，其至少包括能够进行图像数据采集的扫描单元和能够对所述扫描单元的扫描区域进行补光的照明单元，所述扫描单元通过悬架调整组件悬置于平台主体的上方并与机架连接，所述扫描单元通过悬架调整组件对其工作位置进行调节，其中，所述悬架调整组件能够带动并排设置的多个所述扫描单元进行同步调节和/或带动至少一个所述扫描单元进行独立的工作位置调节，使得所述扫描单元的焦点始终定位在待扫描物品表面。本申请还涉及一种扫描方法，其包括通过将基于引导滤波器的融合算法与光场成像相结合，形成基于引导滤波器的单次曝光光场全焦融合处理系统，实现高质量、大景深全焦图像的采集。大景深全焦图像的采集。大景深全焦图像的采集。
【技术实现步骤摘要】
一种扫描装置及方法
[0001]本专利技术涉及扫描设备
，尤其涉及一种扫描装置及方法。
技术介绍
[0002]光场成像系统可以在一次拍摄内获取整个物品表面的图像信息。当然，这样的采集方式是有代价的，由于不确定性原理的局限，其空间分辨率与角度分辨率之间存在矛盾，往往在获取角度分辨率的同时牺牲了空间分辨率，只能获取低分辨率的图像。目前，实现景深扩展的有效方法是生成全焦图像，全焦图像获取的最常见方法是进行多聚焦图像融合，此方法主要由多聚焦图像采集和全焦融合两部分组成。传统多聚焦融合方法主要包含手动聚焦、基于机械结构的自动聚焦以及基于特定光学器件的聚焦方法，其中，手动聚焦精度低，速度慢，无法获取大量多聚焦图像；基于机械结构的聚焦方法增加了系统复杂度的同时无法实现较大范围的景深扩展；基于特定光学部件的聚焦方法往往会受到场景复杂度、高昂成本以及较小的景深扩展能力等多方面的限制，无法实现大量、高质量多聚焦图像的获取，此外，上述方法均需要通过多次曝光的方式采集不同聚焦位置的图像，背景信息不一致，严重影响全焦融合效果。在多聚焦融合算法方面，主要包含基于空间域、基于变换域、空间域与变换域相结合的方法以及基于深度学习的方法，其中，基于变换域的方法，例如：小波变换融合方法不具有平移不变性，在复杂和配准错误的区域中融合误差较大，较大的信息冗余也会影响融合结果；基于空间域的融合方法主要依赖高精度的决策图(权重图)获取全焦图像，此过程会出现时间损耗大、区域边缘位置像素点融合质量差的现象；空间域和变换域相结合的算法综合了前两者的优势，但此类方法对不同属性区域进行分类处理的方式增加了系统复杂度，并且此算法对于聚焦特性分布不明显的图像的处理效率较低，限制了全焦融合算法的广泛应用；基于深度学习的融合算法对硬件的要求较高，大量合适的训练集的获取也增大了此方法的难度，同时在高频信息重建的过程中易出现噪声，影响全焦融合的质量。
[0003]公开号为CN109491212A的专利文献公开了一种激光器多点线性机械扫描成像的装置及其使用方法，包括曝光台，所述曝光台上安装有横梁和感光胶承载台，横梁上设有阵列分布的激光器，曝光台上配合横梁安装有驱动电机和齿条滑轨；在曝光台上，激光器和横梁可以利用驱动电机和齿条滑轨沿X向做机械往复扫描和Y向做机械往复扫描；最终的图像会刻画在安装有涂覆有感光胶体的感光胶承载台上；计算机解析图像后，根据具体的图像，控制激光器的打开与关闭，完成对感光胶的扫描曝光；冲洗掉未曝光的胶体，得到最终图像。通过该专利技术提出的一种激光器多点线性机械扫描成像的装置及其使用方法，节省时间和成本，图像精度高，曝光幅面可加宽，设计的幅面可以扩大到更多应用场所。但是该专利的扫描单元处于固定状态，无法有效地进行具有非平整表面的物品的扫描操作，尤其是无法进行具有大幅面和存在光线阴影的物品扫描操作，此外，该专利的图像处理为常规的图像解析操作，无法对非平整表面获取的多聚焦图像进行全焦融合的同时保证输出的图像兼具高时间分辨率和空间分辨率。
[0004]因此，针对现有多聚焦图像处理的缺陷和对多个部分清晰图像的融合需求，需要一种能够对大幅面物品表面扫描和扫描信息进行图像数据处理及全焦融合的扫描装置及方法。
[0005]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
[0006]针对现有技术之不足，本专利技术的技术方案提供的是一种扫描装置，其至少包括能够进行图像数据采集的扫描单元和能够对所述扫描单元的扫描区域进行补光的照明单元，所述扫描单元通过悬架调整组件悬置于平台主体的上方并与机架连接，其特征在于，所述扫描单元通过悬架调整组件对其工作位置进行调节，其中，所述悬架调整组件能够带动并排设置的多个所述扫描单元进行同步调节和/或带动至少一个所述扫描单元进行独立的工作位置调节，使得所述扫描单元的焦点始终定位在待扫描物品表面。其优势在于，通过调节扫描单元和照明单元的工作位置能够使得单个扫描单元在进行待扫描物品的至少部分条形区域表面信息的采集时，使得扫描单元和照明单元根据物品表面的起伏和色泽等分别调节扫描高度和补光角度，从而能够准确地采集待扫描物品整个表面的清晰图像信息，尤其是通过将扫描单元的扫描区域以相互部分重叠的方式进行扫描单元的并排设置，使得扫描单元能够在获取大幅面物品表面的准确信息的同时能够利用相邻扫描单元采集的图像信息进行图像数据的相互验证和修正，从而弥补单个条形图像的边缘数据信息模糊的缺陷。
[0007]根据一种优选的实施方式，所述扫描单元按照能够获取待扫描物品不平整表面的准确信息的方式根据待扫描物品表面的起伏而调节其悬置高度，并且多个并排设置的扫描单元以线性扫描的方式获取分别待扫描物品的多个条形区域表面信息。其优势在于，通过设置工作位置可调节的扫描单元，使得扫描单元能够根据待扫描物品厚度等初始信息调节其工作高度，并且扫描单元针对与其采集区域相对应的物品条形表面的差异性起伏情况而选择性地进行单个或多个扫描单元的高度调节，此外，照明单元还同步地进行工作位置调节，从而消除待扫描物品表面可能存在的阴影、反光等影响采集数据准确性的缺陷。
[0008]根据一种优选的实施方式，多个并排设置的所述扫描单元能够按照同时完成各自工作位置调节的方式完成具有大幅面的待扫描物品表面的图像信息采集，并且处理单元通过对多个有序排列的扫描单元采集的条形图像信息进行全焦融合的方式完成整个待扫描物品表面的信息整合。其优势在于，通过条形图像数据的有序拼接，能够利用设定扫描单元采集的准确图像数据对相邻扫描单元采集的图像数据进行验证，并通过将存在重叠的部分图像以重合的方式完成图像的拼接，在保证图像高分辨的同时完成大幅面物品表面的有效扫描。
[0009]根据一种优选的实施方式，所述处理单元通过基于引导滤波器的全焦融合算法对多个所述扫描单元采集的多聚焦图像进行全焦融合，其中，单个所述扫描单元能够扫描到的条形区域与相邻所述扫描单元的条形区域存在部分重合。其优势在于，应用基于引导滤波器的全焦融合算法对多聚焦图像进行全焦融合可以最大限度地保留边缘信息，实现高
速、高质量的全焦融合。为了提升多聚焦图像采集质量，采用光场成像的方法在单次曝光下进行多聚焦图像采集，保证了多聚焦图像背景信息的一致性和全焦融合输入信息的完备性，同时此方法还具有成本低、系统结构简单以及深度扩展范围广的优点，有效地实现高质量的多聚焦图像采集。通过将基于引导滤波器的融合算法与光场成像相结合，形成基于引导滤波器的单次曝光光场全焦融合处理系统，实现高质量、大景深全焦图像的采集。
[0010]根据一种优选的实施方式，所述处理单元按照能够提高低分辨率的光场部分在焦图像的空间分辨率的方式增加卷积深度神经网络以完成光场低分辨率图像的单图超分辨，其中，任意一个所述扫描单元能够通过相邻扫描单元采集到的图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种扫描装置，其至少包括能够进行图像数据采集的扫描单元(4)和能够对所述扫描单元(4)的扫描区域进行补光的照明单元(5)，所述扫描单元(4)通过悬架调整组件(6)悬置于平台主体(1)的上方并与机架(2)连接，其特征在于，所述扫描单元(4)通过悬架调整组件(6)对其工作位置进行调节，其中，所述悬架调整组件(6)能够带动并排设置的多个所述扫描单元(4)进行同步调节和/或带动至少一个所述扫描单元(4)进行独立的工作位置调节，使得所述扫描单元(4)的焦点始终定位在待扫描物品表面。2.如权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述扫描单元(4)按照能够获取待扫描物品不平整表面的准确信息的方式根据待扫描物品表面的起伏而调节其悬置高度，并且多个并排设置的扫描单元(4)以线性扫描的方式获取分别待扫描物品的多个条形区域表面信息。3.如权利要求2所述的扫描装置，其特征在于，多个并排设置的所述扫描单元(4)能够按照同时完成各自工作位置调节的方式完成具有大幅面的待扫描物品表面的图像信息采集，并且处理单元(8)通过对多个有序排列的扫描单元(4)采集的条形图像信息进行全焦融合的方式完成整个待扫描物品表面的信息整合。4.如权利要求3所述的扫描装置，其特征在于，所述处理单元(8)通过基于引导滤波器的全焦融合算法对多个所述扫描单元(4)采集的多聚焦图像进行全焦融合，其中，单个所述扫描单元(4)能够扫描到的条形区域与相邻所述扫描单元(4)的条形区域存在部分重合。5.如权利要求4所述的扫描装置，其特征在于，所述处理单元(8)按照能够提高低分辨率的光场部分在焦图像的空间分辨率的方式增加卷积深度神经网络以完成光场低分辨率图像的单图超分辨，其中，任意一个所述扫描单元(4)能够通过相邻扫描单元(4)采集到的图像边缘信息对其所采集的低分辨率的光场部分在焦图像的边缘区域进行补充，使得其图像边缘区域缺失的图像信息得到补充而提高单图的分辨率。6.如权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，所述照明单元(5)能够根据所述扫描单元(4...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凌，陈天君，
申请(专利权)人：中亿启航数码科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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