【正文】 進紙口處放入將希望被欲掃描的紙張。 （ 6）信噪比：即信號和噪聲之比。 （ 2）色彩深度：評價掃描儀的第二個指標是色彩位數，這個指標能反映出掃 描儀色彩層次的捕獲能力 （ 3）灰度級：掃描儀從白過度到黑時，明到暗的層次數值由灰度級表示。 掃描儀性能參數 掃描儀的分辨率，顏色深度信噪比及掃描幅面是衡量掃描儀的重要參數。掃描儀的光源部分裝置位置應如圖 23 所示。所以，光源的 選擇是很重要，需要選擇需要適合的類型和特征的光源， 由于掃描儀系統(tǒng)是線掃描，需要將光源均勻的打在待掃描紙張上，因白色高 頻熒光燈避免色偏應，因此 選做光源。 根據色度學理論，由于不透明材料表面分子差異，被光照后，光譜中的某一 部分的光被選擇性吸收，反射了剩下的光，呈現了顏色的反射。 光源 因為，光源可以影響圖像的質量，為了將物與背景進行區(qū)別，需要明亮、穩(wěn) 定、均勻的光源。 5 圖像采集系統(tǒng) 圖像采集卡 Matrox 公司的 SoliosXCL 圖像采集卡被課題采用，該圖像采集卡自帶處理器處 理及兩個獨立基模式或一個中模式 Camera Link 配置、 66 MHz 采集速率、 64 MB 緩沖器、可以采集面陣和線陣攝像頭，并具有多種采集模式。系統(tǒng) 作為一個整體，規(guī)格和結構，越發(fā)顯得重要。掃描儀軟件系統(tǒng)的開發(fā)應用，將大大推進掃描儀在相關領域的應用。 CCD 的圖像采集軟件系統(tǒng)的設計與實現 _碩士學位論文 CCD 的圖像采集軟件系統(tǒng)的設計與實現 _碩士學位論文 [2] 。由于掃描儀集光、 機、電于一體的輸入設備研發(fā)與生產困難，因此，國內生產廠商少，主要 還是依 賴進口。其中 Contex 公司的產品在全球市場的占有率超過 80%， 其產品主要特點有：超大幅面圖紙掃描復制、－ 30 cm/s 黑白掃描速度， cm/s 彩色掃描速度、 600dpi 超高光學分辨率，先進 48 位 CCD 鏡頭，符合 Energy Saver 和歐洲 RoHS 標準 [1] 。家 庭辦公比較適合使用普通掃描儀，專業(yè)掃描儀可以適合工程制圖、藝術品復制和 軍事等領域要求，促進了國家信息化的建設。 圖 22 大幅面掃描儀光電系統(tǒng)成像示意圖 1 第一章 引言 課題的來源及其意義 如果要想將照片，圖紙，文稿等實物數字化，變成計算機可以顯示、編輯、 存貯的格式，那么，就需要這樣一 種數字化的輸入設備來實現，它就是掃描儀。掃描儀的三個主要部分分別是：掃描頭、步進電機、主 板 ，幾個部分協同工作，這樣，計算機可以識別由光信號轉換成的電信號。 掃描儀是有光學部件、機械傳動部件和信號轉換電路三個主要部分組成。目前 應用最廣的是平板式掃描儀。 本章小結 本章介紹了研究多 CCD 圖像采集系統(tǒng)的意義及目前國內外的進展情況，并概 述了論文的組織結構及章節(jié)安排。之后是了解了應用程序界面構圖的十 項原則，從而提高界面的美感、藝術性以及實用性，對其他圖像處理軟件的功能 進行對比，整理出大幅面掃描儀圖像處理軟件的 6 項基本要求，模塊化功能，通 V 硬件驅動軟件系統(tǒng)模塊設計 ....................................................................... 20 CCD 圖像傳感器驅動軟件程序的實現 ........................................................... 22 CCD 傳感器輸出特性 .................................................................................. 22 CCD 圖像傳感器驅動程序 .......................................................................... 22 A/D 驅動程序的設計與實現 ............................................................................ 26 WM8200 的寄存器配置 ............................................................................... 26 A/D 寄存器配置程序 ................................................................................... 28 WM8200 的采樣和輸出時序設計 ............................................................... 30 A/D 采樣及輸出程序 ................................................................................... 32 FPGA 驅動 CCD 和 A/D 的采圖時序仿真 ................................................. 35 數據傳輸控制及 CAMERA LINK 驅動的程序設計 ............................................. 35 數據傳輸控制模塊 ....................................................................................... 35 Camera link 驅動模塊 .................................................................................. 49 本章小結 ............................................................................................................ 52 第四章 大幅面掃描儀上位機軟件的系統(tǒng)設計與實現 ............................................ 53 功能需求與模塊劃分 ........................................................................................ 53 CCD 的圖像采集軟件系統(tǒng)的設計與實現 _碩士學位論文 CCD 的圖像采集軟件系統(tǒng)的設計與實現 _碩士學位論文 大幅面掃描儀軟件系統(tǒng)的架構及實現 ............................................................ 54 軟件系統(tǒng)架構的詮釋 ................................................................................... 54 軟件系統(tǒng)架構的重要性 ............................................................................... 55 軟件部分總體設計 ....................................................................................... 56 模塊設計 ....................................................................................................... 58 系統(tǒng)架構的目標 ........................................................................................... 59 應用程序界面的構圖原則 ................................................................................ 60 掃描儀界面設計簡介 ........................................................................................ 63 設置模塊 ....................................................................................................... 64 信息模塊 ....................................................................................................... 66 掃描儀軟件具體實現概述 ........................................................................... 66 基于 QT 的掃描儀用戶界面的設計與實現 ...................................................... 68 Qt 概述 .......................................................................................................... 68 Qt 的特點 ...................................................................................................... 69 掃描儀用戶界面的程序設計 ....................................................................... 70 Qt 設計器 ................................................................................................. 703 過在 Visual C++上開發(fā)，借助 Qt 界面設計軟件，完成了大幅面掃描儀的用戶界面。 第三章設計了 A/D 及 CCD 芯片的外圍電路，然后利用 VHDL 語言按照 A/D 和 CCD 驅動時序要求編寫了驅動模塊，完成了驅動 A/D 進行模數轉換的功能。 第二章掃描儀概述：介紹了掃描儀的發(fā)展現狀。二， 詳細設計，主要是進行界面，數據管理等設計。 一個軟件系統(tǒng)的結構清 晰化了，對軟件的開發(fā)是有很大幫助的。對于大型和復雜的軟件， 本文主要是論述基于多 CCD B0 大幅面文檔掃描儀軟件系統(tǒng)及硬件的體系結 構。作為基于抽 象設計的軟件體系構架很好的解決了復雜軟件系統(tǒng)的設計問題，并且讓研發(fā)人員 更好的理解了軟件系統(tǒng) [3] 。一個 CCD 的圖像采集軟件系統(tǒng)的設計與實現 _碩士學位論文 CCD 的圖像采集軟件系統(tǒng)的設計與實現 _碩士學位論文 擁有良好構架的軟件系統(tǒng)，通常由若干個模塊組成，并且這些模塊是可交互的且 能協同工作的。測試結果表明，本文的設計， 實現 了采集系統(tǒng)的功能和較好的性能，達到了預期的采集速度和采集的圖像質量，展 現了硬件及軟件的設計 。一，是硬件 方面的工作，在分析了大幅面掃描儀的工作原理和硬件系統(tǒng)及性能參數之后確定 了研制大幅面掃描儀的工作內容和工作重心，首先根據參數進行器件的選型，之 后完成掃描儀的硬件電路設計及 FPGA 時序設計方面的工作，包括對傳感器和數 模轉 換芯片的驅動和配置，這一部分是影響圖像質量的重要內容，這一步奠定了 對提升圖像質量的基礎，完成模擬到計算機能識別的數字信號的轉換，是實現大 幅面掃描的關鍵；二，是上層軟件系統(tǒng)開發(fā)，首先介紹了該軟件的需求，功能模 塊的劃分，提出大幅面掃描儀軟件系統(tǒng)的三層結構設計，其次詳細介紹了掃描界 面的設計與實現，重點論述了多線程并行數據采集的設計思路及處理大數據量圖 像時的內存管理策略，這一部分的內容直接關系到用戶對大幅面掃描儀的應用體 驗，也是實現的重點。 圖像的獲得是首先采用使用四塊相同型號的 CCD 進行圖像采集然后通過圖像拼接 來完成的，在掃描過程中四塊 CCD 執(zhí)行異步掃描，實現光電轉換的過程。大幅面掃描儀的主要工作是完成把圖像的光信號轉換模擬信號，之后再轉 換成計算機能夠識別的數字信號。s timing design including the driver and configuration of the digitaltoanalog conversion chip. This is the important factor to the image quality. Converting the optical signal to the analog signal laid a foundation to enhance image quality which is the key t