一种扫描图像的矫正方法、装置及扫描系统与流程

本申请涉及图像扫描技术领域，具体而言，涉及一种扫描图像的矫正方法、装置及扫描系统。

背景技术：

采用共振扫描镜技术的扫描机采集得到的扫描图像，由于横扫描过程中共振扫描镜的镜片振荡速度并非匀速运动，而是呈现出中心点位置附近速度快，两边速度慢的规律，因此最终体现到扫描图像上就是中间被压缩，两边被拉伸的畸变，影响医生对扫描图像的分析诊断。

现有矫正技术中有通过采集标定板影像，根据成像原理计算畸变系数，然后通过系数补偿的矫正方法。该方法的缺点是随着机器的使用，机器的畸变系数会发生变化，之前标定的畸变系数不能正确矫正变化后的图像，需要定期采集畸变系数，增加用户的使用复杂性。并且采集畸变系数过程由用户操作，操作不当不能得到正确的畸变系数，错误的畸变系数，反而会加重影像的畸变程度。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种扫描图像的矫正方法、装置及扫描系统，以改善“目前对于扫描图像出现畸变的矫正方法过于复杂且效果不佳”的问题。

本发明是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种扫描图像的矫正方法，包括：获取共振扫描镜在扫描目标的过程中反馈电线圈产生的反馈电压；将所述反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线；获取所述共振扫描镜扫描所述目标得到的扫描图像，并基于所述电压变化曲线对所述扫描图像进行矫正。

由于反馈电线圈产生的反馈电压与共振扫描镜的运动速度是正相关的，因此，于本申请实施例中，在获取到共振扫描镜在扫描过程中反馈电线圈产生的反馈电压后，将反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线(该曲线即为矫正曲线)。最后基于电压变化曲线对扫描图像进行矫正，即可得到未产生畸变的图像。与现有技术相比，无需用户定期的采集畸变系数，减小了用户的工作量。同时也提高了矫正效率以及准确率，便于医生基于未产生畸变的图像得到准确的分析诊断结果，减小医生的误判。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述将所述反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线，包括：基于所述反馈电压中相邻的两个电压坐标，构建所述相邻的两个电压坐标之间的直线方程，得到所述相邻的两个电压坐标之间的直线段；其中，所述电压坐标的横坐标为扫描时刻，纵坐标为反馈电压值；将所有直线段相连，生成所述电压变化曲线。

在本申请实施例中，构建相邻的两个电压坐标之间的直线方程，得到所述相邻的两个电压坐标之间的直线段；将所有直线段相连，生成电压变化曲线，通过该方式，能够简单方便的生成电压变化曲线。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述将所述反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线，包括：基于最小二乘法对所述反馈电压进行线性拟合，生成所述电压变化曲线。

在本申请实施例中，通过基于最小二乘法对反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线，能够提高生成的电压变化曲线的精度，进而提高了扫描图像的矫正精度。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述基于所述电压变化曲线对所述扫描图像进行矫正，包括：根据所述电压变化曲线，获得所述电压变化曲线上每一时刻对应的反馈电压值；基于所述每一时刻对应的反馈电压值与预设标准值的差值，对所述扫描图像进行矫正。

在本申请实施例中，通过反馈电压值与预设标准值的差值，对扫描图像进行矫正，提高了矫正的准确度。

结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述基于所述电压变化曲线对所述扫描图像进行矫正，包括：确定所述电压变化曲线中反馈电压值与预设标准值的差值大于预设阈值的第一时刻；基于所述反馈电压值与所述预设标准值的差值，对所述第一时刻对应的所述扫描图像中的扫描区域进行矫正。

在本申请实施例中，通过设定了一个预设阈值，使得只有在确定出电压变化曲线反馈电压值与预设标准值的差值大于预设阈值的第一时刻时，才会基于反馈电压值与预设标准值的差值对第一时刻对应的扫描图像中的扫描区域进行矫正。通过该方式，能够提高处理效率，且避免了一些电路中产生的误差数据对矫正的影响。

第二方面，本申请实施例提供一种扫描图像的矫正装置，包括：获取模块，用于获取共振扫描镜在扫描目标的过程中反馈电线圈产生的反馈电压；生成模块，用于将所述反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线；矫正模块，用于获取所述共振扫描镜扫描所述目标得到的扫描图像，并基于所述电压变化曲线对所述扫描图像进行矫正。

结合上述第二方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述生成模块具体用于基于所述反馈电压中相邻的两个电压坐标，构建所述相邻的两个电压坐标之间的直线方程，得到所述相邻的两个电压坐标之间的直线段；其中，所述电压坐标的横坐标为扫描时刻，纵坐标为反馈电压值；将所有直线段相连，生成所述电压变化曲线。

结合上述第二方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述生成模块具体用于基于最小二乘法对所述反馈电压进行线性拟合，生成所述电压变化曲线。

第三方面，本申请实施例提供一种扫描系统，包括共振扫描镜、电压采集电路以及处理器；所述电压采集电路分别与所述共振扫描镜的反馈电线圈以及所述处理器电连接；所述共振扫描镜与所述处理器电连接；所述共振扫描镜用于对目标进行扫描，获取扫描图像，并将所述扫描图像发送至所述处理器；所述电压采集电路用于采集所述共振扫描镜在扫描过程中所述反馈电线圈产生的反馈电压；并将所述反馈电压发送至所述处理器；所述处理器用于将所述反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线；以及在获取所述扫描图像后，基于所述电压变化曲线对所述扫描图像进行矫正。

结合上述第三方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述电压采集电路包括：电压传感器、电压放大电路以及模数转换电路；所述电压放大电路分别与所述电压传感器以及模数转换电路电连接；所述电压传感器与所述反馈电线圈电连接；所述模数转换电路与所述处理器电连接。

第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上述第一方面实施例和/或结合上述第一方面实施例的一些可能的实现方式提供的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种扫描系统的模块框图。

图2为本申请实施例提供的一种电压放大电路的电路示意图。

图3为本申请实施例提供的一种共振扫描镜的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的一种扫描图像的矫正方法的步骤流程图。

图5为本申请实施例提供的一种扫描图像的矫正装置的模块框图。

图标：100-扫描系统；10-共振扫描镜；11-反馈电线圈；12-基架；13-通电线圈；14-反光镜；20-电压采集电路；21-电压传感器；22-电压放大电路；23-模数转换电路；30-处理器；200-扫描图像的矫正装置；201-获取模块；202-生成模块；203-矫正模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

现有技术中有通过采集标定板影像，根据成像原理计算畸变系数，然后通过系数补偿的矫正方法。该方法的缺点是随着机器的使用，机器的畸变系数会发生变化，之前标定的畸变系数不能正确矫正变化后的图像，需要定期采集畸变系数，增加用户的使用复杂性。并且采集畸变系数过程由用户操作，操作不当不能得到正确的畸变系数，错误的畸变系数，反而会加重影像的畸变程度。

鉴于上述问题，本申请发明人经过研究探索，提出以下实施例以解决上述问题。

请参阅图1，本申请实施例提供一种扫描系统100。该系统包括共振扫描镜10、电压采集电路20以及处理器30。

电压采集电路20分别与共振扫描镜10的反馈电线圈11以及处理器30电连接；共振扫描镜10与处理器30电连接。

其中，电压采集电路20用于采集共振扫描镜10在扫描过程中反馈电线圈11产生的反馈电压；并将反馈电压发送至处理器30。

作为一种可选的电压采集电路20的结构，电压采集电路20包括电压传感器21、电压放大电路22以及模数转换电路23。电压放大电路22分别与电压传感器21以及模数转换电路23电连接；电压传感器21与反馈电线圈11电连接；模数转换电路23与处理器30电连接。电压传感器21用于实现对反馈电线圈11产生的反馈电压的采集。电压放大电路22用于实现对电压传感器21采集的电压进行放大，以便于模数转换电路23能够对电压进行识别和转换。模数转换电路23用于将连续变化的模拟量转换为离散的数字量，以便于处理器30对反馈电压进行处理。

需要说明的是，上述的电路为本领域技术人员所熟知的电路结构，比如电压放大电路22可以采用如图2所示出的电路图(vi作为电压输入端与电压传感器21连接，vo作为电压输出端与模数转换电路23连接)。因此，为了避免累赘，此处不作冗余的阐述。

其中，共振扫描镜10用于对目标进行扫描，获取扫描图像，并将所述扫描图像发送至所述处理器30。具体的，请参阅图3，共振扫描镜10包括：基架12、设置在基架12上的通电线圈13和反馈电线圈11，以及设置在通电线圈13和反馈电线圈11上方的反光镜14。共振扫描镜10的运动是通电线圈13放在磁场内就会产生力，力的大小与施加在线圈上的电流成比例，运动形式是圆弧形。通过控制通电线圈13电流的大小和方向来控制反光镜14的运动速度和方向，最终形成左右偏转的周期振动。而反馈电线圈11用于检测反光镜14的偏转。

上述的反馈电线圈11通过如上述的传输线与电压采集电路20电连接。

请继续参考图1，其中，处理器30用于将反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线；以及在获取所述扫描图像后，基于所述电压变化曲线对所述扫描图像进行矫正。其处理过程在后续实施例中会进行详细阐述，在此不作过多阐述。需要说明的是，上述处理器30可以是嵌入式设备中的处理器，也可以计算机(如台式电脑、笔记本电脑)中的处理器，也即，本申请实施例所提供的扫描系统还可以包括嵌入式系统或计算机，通过嵌入式设备或计算机实现对扫描图像的矫正。

上述的处理器30可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。处理器30也可以是通用处理器，例如，可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。此外，通用处理器可以是微处理器或者任何常规处理器等。

相应的，在结构上，扫描系统100还可以包括存储器，处理器30与存储器直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互，例如，处理器30与存储器之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、只读存储器(readonlymemory，rom)、可编程只读存储器(programmableread-onlymemory，prom)、可擦可编程序只读存储器(erasableprogrammableread-onlymemory，eprom)，以及电可擦编程只读存储器(electricerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)。存储器用于存储程序，处理器30在接收到执行指令后，执行该程序。

应当理解，图1所示的结构仅为示意，本申请实施例提供的扫描系统100还可以具有比图1更少或更多的组件，或是具有与图1所示不同的配置。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的扫描图像的矫正方法的步骤流程图，该方法应用于图1所示的扫描系统100中的处理器30。需要说明的是，本申请实施例提供的扫描图像的矫正方法不以图4及以下所示的顺序为限制。该方法包括：步骤s101-步骤s103。

步骤s101：获取共振扫描镜在扫描目标的过程中反馈电线圈产生的反馈电压。

步骤s102：将所述反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线。

步骤s103：获取所述共振扫描镜扫描所述目标得到的扫描图像，并基于所述电压变化曲线对所述扫描图像进行矫正。

由于反馈电线圈产生的反馈电压与共振扫描镜的运动速度是正相关的，因此，于本申请实施例中，在获取到共振扫描镜在扫描过程中反馈电线圈产生的反馈电压后，将反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线(该曲线即为矫正曲线)。最后基于电压变化曲线对扫描图像进行矫正，即可得到未产生畸变的图像。与现有技术相比，无需用户定期的采集畸变系数，减小了用户的工作量。同时也提高了矫正效率以及准确率，便于医生基于未产生畸变的图像得到准确的分析诊断结果，减小医生的误判。

下面结合具体的示例对上述方法进行详细说明。

步骤s101：获取共振扫描镜在扫描目标的过程中反馈电线圈产生的反馈电压。

需要解释的是，共振扫描镜的运动是通电线圈(导体)放在磁场内就会产生力，力的大小与施加在线圈上的电流成比例，运动形式是圆弧形。通过控制通电线圈电流的大小和方向来控制共振扫描镜的运动速度和方向，最终形成左右偏转的周期振动。同时，在共振扫描镜使用时，反馈电线圈会切割磁感线产生感应电动势e。其中感应电动势e的大小对应共振扫描镜镜面的运动速度v。感应电动势e即为反馈电压。

感应电动势的公式如下：

上述公式中，n表示线圈匝数，表示磁通量的变化，δt表示时间的变化。由于的变化与速度v是正相关的，因此，可以通过采集反馈电压的变化可以确定出共振扫描镜镜面的运动速度变化。

本申请实施例中，通过在处理器和共振扫描镜之间设置电压采集电路，所述电压采集电路分别与所述共振扫描镜的反馈电线圈以及所述处理器电连接，通过电压采集电路，实现了对共振扫描镜在扫描过程中反馈电线圈产生的反馈电压的获取。

上述的目标可以是人体的器官，比如鼻子、牙齿等，本申请不作限定。

步骤s102：将所述反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线。

需要说明的是，通过电压采集模块传输至处理器的都是离散的电压点，每一个电压点对应一个电压坐标。电压坐标的横坐标为扫描时刻，纵坐标为反馈电压值。因此，为了后续能够确定出各个连续的时刻对应的矫正系数，需要将上述的离散的电压点进行线性拟合，以得到反映共振扫描镜镜面的运动速度变化的电压变化曲线。

作为一种线性拟合的实施方式，将反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线，包括：基于反馈电压中相邻的两个电压坐标，构建相邻的两个电压坐标之间的直线方程，得到所述相邻的两个电压坐标之间的直线段；将所有直线段相连，生成电压变化曲线。

下面以一个具体的例子进行说明，假设相邻的两个坐标为a(x1，y1)、b(x2，y2)。则两点之间的直线方程为：

通过公式(2)即可求得电压坐标a和电压坐标b之间直线方程，得到电压坐标a和电压坐标b之间的直线段。然后将电压坐标之间所有的直线段相连，即可得到电压变化曲线，该曲线即为共振扫描镜镜面的运动速度变化曲线。也可以理解为，该曲线即为矫正曲线。

在本申请实施例中，构建相邻的两个电压坐标之间的直线方程，得到所述相邻的两个电压坐标之间的直线段；将所有直线段相连，生成电压变化曲线，通过该方式，能够简单方便的生成电压变化曲线。

可选地，也可以每间隔一个电压坐标，构建一次直线方程，比如构建第一个电压坐标与第三个电压坐标之间的直线方程，再构建第三个电压坐标和第五个电压坐标之间的直线方程，以此类推，最后将构建的所有直线方程对应的两个坐标的直线段连接，生成电压变化曲线。通过该方式，节约了计算量，提高了处理效率。可以理解的是，在其他实施例中，还可以是每间隔两个电压坐标，构建一次直线方程、每间隔三个电压坐标，构建一次直线方程。对此，本申请不作限定。

作为又一种线性拟合的实施方式，将反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线，包括：基于最小二乘法对所述反馈电压进行线性拟合，生成所述电压变化曲线。

需要解释的是，最小二乘法是一种在误差估计、不确定度、系统辨识及预测、预报等数据处理诸多学科领域得到广泛应用的数学工具。

其原理如下：对于曲线拟合函数不要求其严格的通过所有数据点，也就是说拟合函数在xi处的偏差(亦称残差)不都严格的等于零，即为矛盾方程组：

上述公式(3)中，εi即为拟合函数在xi处的偏差；f(xi)为在xi处的线性函数。

为了近似曲线能够尽量反映出所给数据点的变化趋势，要求误差的平平和最小，即要求下式最小：

通过上述公式(4)即可得到能够尽量反映出所给数据点的变化趋势曲线拟合函数。

在本申请实施例中，通过基于最小二乘法对反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线，能够提高生成的电压变化曲线的精度，进而提高了扫描图像的矫正精度。

步骤s103：获取所述共振扫描镜扫描所述目标得到的扫描图像，并基于所述电压变化曲线对所述扫描图像进行矫正。

作为一种矫正的实施方式，上述矫正步骤可以包括：根据所述电压变化曲线，获得所述电压变化曲线上每一时刻对应的反馈电压值；基于所述每一时刻对应的反馈电压值与预设标准值的差值，对所述扫描图像进行矫正。

需要说明的是，由于反馈电压是与共振扫描镜镜面的运动速度是正相关的，因此，可以以共振扫描镜镜面的某一速度值作为预设速度值，将预设速度值换算为对应电压值的预设标准值。进而再根据每一时刻对应的反馈电压值与预设标准值的差值，换算为速度的差值，进而根据速度的差值，对扫描图像进行矫正。

上述的预设速度值，可以以共振扫描镜镜面在初始时的扫描速度作为预设速度值，也可以是以扫描结束时的扫描速度作为预设速度值。对此，本申请不作限定。

在本申请实施例中，通过反馈电压值与预设标准值的差值，对扫描图像进行矫正，提高了矫正的准确度。

作为又一种矫正的实施方式，上述矫正步骤可以包括：确定所述电压变化曲线中反馈电压值与预设标准值的差值大于预设阈值的第一时刻；基于所述反馈电压值与所述预设标准值的差值，对所述第一时刻对应的所述扫描图像中的扫描区域进行矫正。

需要说明的是，该方式中设定了一个预设阈值，只有在确定出电压变化曲线中反馈电压值与预设标准值的差值大于预设阈值的第一时刻时，才会基于反馈电压值与预设标准值的差值对第一时刻对应的扫描图像中的扫描区域进行矫正。通过该方式，能够提高处理效率，且避免了一些电路中产生的误差数据对矫正的影响。其中，预设阈值的设定可以是略大于预设标准值，比如仅比预设标准值大0.1v、1v等，本申请不作限定。

请参阅图5，基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种扫描图像的矫正装置200。该装置包括：获取模块201、生成模块202和矫正模块203。

其中，获取模块201，用于获取共振扫描镜在扫描目标的过程中反馈电线圈产生的反馈电压。生成模块202，用于将所述反馈电压进行线性拟合，生成电压变化曲线。矫正模块203，用于获取所述共振扫描镜扫描所述目标得到的扫描图像，并基于所述电压变化曲线对所述扫描图像进行矫正。

可选地，生成模块202具体用于基于所述反馈电压中相邻的两个电压坐标，构建所述相邻的两个电压坐标之间的直线方程，得到所述相邻的两个电压坐标之间的直线段；其中，所述电压坐标的横坐标为扫描时刻，纵坐标为反馈电压值；将所有直线段相连，生成所述电压变化曲线。

可选地，生成模块202具体用于基于最小二乘法对所述反馈电压进行线性拟合，生成所述电压变化曲线。

可选地，矫正模块203具体根据所述电压变化曲线，获得所述电压变化曲线上每一时刻对应的反馈电压值；基于所述每一时刻对应的反馈电压值与预设标准值的差值，对所述扫描图像进行矫正。

可选地，矫正模块203具体用于确定所述电压变化曲线中反馈电压值与预设标准值的差值大于预设阈值的第一时刻；基于所述反馈电压值与所述预设标准值的差值，对所述第一时刻对应的所述扫描图像中的扫描区域进行矫正。

需要说明的是，由于所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序在被运行时执行上述实施例中提供的方法。

该存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。