多CCD大幅面彩色扫描仪上层软件的设计和开发

摘要

多CCD大幅面彩色扫描仪在彩色印刷、广告、测绘、军事等领域有着广泛的应用，其大幅面、高精度的特点对扫描仪系统的开发提出了更高的技术要求。本文主要针对A0幅面5个CCD头拼接扫描的高分辨率彩色扫描仪上层软件的设计和实现进行了研究。
　　本文在对多CCD大幅面彩色扫描仪工作原理进行分析的基础上，对扫描仪上层驱动软件功能模块的结构进行了设计，提出了上层驱动软件的总体实现方案；通过对扫描仪USB2.0接口的控制编程、扫描仪设备命令传输协议的设计编程及TWAIN图像接口的编程，实现了扫描仪的联机控制；通过多线程设计及编程，实现了扫描图像数据的高速接收、实时显示及文件存储等控制过程的并行操作；通过对线阵CCD扫描工作原理的分析，设计了CCD图像传感器的色彩校正算法、彩色扫描数据的色彩拼接算法及扫描图像的色彩增强算法，实现了彩色图像的精确扫描；最后通过系统集成，实现了扫描仪的上层驱动软件。实现结果已应用于军用高速高精度大幅面彩色地图扫描仪产品中。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪 论

1.1 课题的提出

1.2 应用背景与研究目的

1.3 本文主要工作及内容安排

第二章 上层驱动软件总体方案设计

2.1 系统需求分析

2.2 扫描驱动软件总体设计

2.3 本章小结

第三章 扫描仪联机控制及TWAIN接口扫描驱动软件的实现

3.1 USB设备接口简介

3.1.1 USB接口框架

3.1.2 USB端点配置

3.2 扫描仪设备USB接口传输协议的设计

3.2.1 扫描仪设备的控制命令约定

3.2.2 控制命令传输协议的约定

3.2.3 状态信息传输协议的约定

3.3 扫描仪设备联机控制的编程实现

3.3.1 打开USB设备

3.3.2 与扫描控制器端的USB端点相关联

3.3.3 向主机端USB端点发送传输请求

3.4 扫描图像数据实时读取及处理的编程实现

3.4.1 影响扫描速度的因素

3.4.2 缓存队列及多线程处理的设计实现

3.5 扫描驱动软件TWAIN接口的编程实现

3.5.1 TWAIN标准介绍

3.5.2 TWAIN数据通信

3.5.3 TWAIN数据传输模式

3.5.4 TWAIN数据源的实现

3.6 本章小结

第四章 色彩拼接算法的设计及扫描图像实时预览显示的实现

4.1 线阵CCD结构及色彩错位产生原因的分析

4.2 彩色扫描图像色彩拼接算法的设计实现

4.2.1 相关参数分析

4.2.2 色彩拼接算法设计

4.2.3 色彩拼接的程序实现

4.3 扫描图像实时预览显示的设计实现

4.3.1 原始图像的抽点预览显示

4.3.2 预览平滑显示处理

4.4 本章小结

第五章 扫描仪设备色彩校正方法的研究与实现

5.1 CCD噪声及扫描仪校正方法的研究

5.1.1 CCD噪声分析

5.1.2 CCD增益校正

5.1.3 扫描仪色彩校正方法介绍

5.2 扫描图像整体静态校正算法的设计实现

5.2.1 整体模拟偏移校正算法的设计实现

5.2.2 整体模拟增益校正算法的设计实现

5.3 扫描图像像素级动态校正算法的设计实现

5.3.1 像素级动态偏移校正算法的设计实现

5.3.2 像素级动态增益校正算法的设计实现

5.4 扫描仪设备色彩校正的程序实现

5.4.1 扫描仪设备色彩校正的编程实现

5.4.2 扫描仪设备色彩校正的实现结果

5.5 本章小结

第六章 扫描图像增强叠加校正算法的设计与实现

6.1 经典图像增强方法简介

6.1.1 亮度调整

6.1.2 对比度调整

6.1.3 高光和阴影调整

6.1.4 Gamma校正

6.2 图像增强叠加校正算法的设计实现

6.2.1 图像增强叠加校正算法的设计实现

6.2.2 图像增强叠加校正算法的实时处理

6.3 扫描驱动软件的集成和验证

6.4 本章小结

结束语

致谢

参考文献