摘

 要:扫描器件采用光学透镜成像, 成像镜头的凸镜在聚焦光线到感光元件上时,边界部分会

出现色差

,即在图像色块的边缘会有彩色的不规则条纹.解决这个问题可以有硬件和软件两种

办法

, 硬件方法是采用复合透镜,软件方法是采用补偿算法处理图像数据以达到减弱色差的

目的。

 

　　关键词

:色差 成像原理 补偿算法 

　　中图分类号

:TN4 文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 03-068-02 

　　

1 引言 

　　由于凸镜成像本身的问题

, 光学扫描图像会出现色差干扰,而这种干扰会直接影响到图

像的质量

, 甚至会破坏图像区域边界, 造成辨识的错误.本文的目的就是使用一种软件处理的

方法在不破坏图像本身的前提下来减弱这种影响

, 从而最大限度的提高图像质量。 

　　

2 色差产生的原因 

　　

2.1 凸镜折射和光线波长的关系 

　　基于光学原理

, 透镜对于不同波长的光线的折射率是不同的,波长比较长的光,透镜的折

射率比较低

, 而波长较短的光线, 透镜的折射率比较高。 

　　

2.2 色差产生的原理 

　　被扫描图像反射的光线需要通过透镜到感光元件

, 而图像反射的光线一般都是复合光, 

经过透镜时

, 由于各单色光线波长的不同, 折射率也不同, 通过透镜时, 光谱上的每一种色光

是无法聚焦在光轴的同一点上的

, 从而造成不同颜色的光投射在不同的位置,使得图像出现

色差。

 

　　

2.3 色差对图像造成的影响 

　　色差既可以是横向的也可以是纵向的

, 因为不同波长的单色光对于同一块透镜的焦距不

同

,他们会聚焦在光轴上远近不同的点上, 而透镜的放大倍数也和透镜本身折射率有关,所有

单色光会聚焦在焦平面上不同的位置。

 

　　色差会造成图形边界模糊

, 色彩改变, 破坏图形和文字的质量, 造成图像失真, 使得扫描

件的还原度降低。

 

　　一般常见的情况是在扫描成像的黑色字体的边缘出现了本不应该出现的紫色和绿色的
彩色边框。

 

　　

3 色差消除硬件方法 

　　

3.1 方法概述 

　　由仪器光学器件产生的图象数据的色差消除方法一般分为两种

,一种是硬件解决方法,一

种是软件补偿方法。

 

　　

3.2 硬件解决方法 

　　

3.2.1 早期方法 

　　早期

, 我们解决透镜折射光线产生色差的方法一般都是尽量的增加透镜的焦距,降低透

镜本身的折射率

, 从而降低光线折射率, 达到减小色差的目的。 

　　

3.2.2 复合透镜的方法 

　　复合透镜的方法顾名思义就是使用不同折射率和不同色散的材料组合构成一个透镜

, 这

个透镜又被称为消色差透镜。

 

　　

3.2.3 衍射光学器件的方法 

　　使用金刚石切割技术在透镜一侧的表面制造出一个比较粗糙的面

,利用光学衍射现象来

抵消色散现象的方法也被采用过

.该方法的效果和复合透镜类似。 

　　

4 色差消除的软件方法 

　　

4.1 方法概述 

　　所谓的软件消除色差就是利用数字图像处理技术对来自扫描设备的原始图象数据做过