一种激光成像用的图像处理方法、系统及相关设备与流程

1.本技术涉及图像数据处理技术领域，尤其涉及一种激光成像用的图像处理方法、系统及相关设备。


背景技术：

2.激光直接成像是指控制激光照射曝光面上的感光涂层进行图像曝光，显影之后生成预设的图像。激光直接成像技术相对于传统工艺，无需制作掩膜，降低了工艺复杂度，节约了生产成本，可应用于丝网印刷制版、pcb制造等领域。
3.为提高激光成像效率，相关技术（申请号为：201310084860.3，平面丝网印刷网版用激光直接制版装置及方法）中的激光直接成像设备中设置有多个激光器沿直线等距离分布组成激光器阵列，控制激光器阵列沿激光扫描方向扫描曝光面，使得多个激光器可以一次对曝光面上的多行像素点进行曝光；一次扫描完成之后沿扫描方向的垂直方向移动激光器，以对剩余的曝光面依次进行扫描曝光。
4.相关技术中，往往将激光器阵列所在的直线（y方向）设置为与激光扫描方向垂直，使得多个激光器的激光扫描方向的坐标值视为相同，以一颗激光器的激光扫描方向的坐标值作为所有激光器的激光扫描方向的坐标值。由于激光器的安装误差、激光器在曝光面上的光斑偏移等因素影响，激光器在曝光面上的光斑在x方向的坐标值可能不相同。若按照获取到的原始点阵图像上的激光曝光点的位置控制激光器进行曝光，由于光斑在x方向的偏差，显影之后的显影图像在x方向会出现行像素偏移，导致显影图像相对于模板图像失真。在激光器存在安装、光斑偏移等误差时，如何保障激光成像精度成为了亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种激光成像用的图像处理方法、系统及相关设备，用于提高激光成像精度。
6.本技术实施例第一方面提供了激光成像用的图像处理方法，可包括：获取激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值，并确定最大的初始偏移值；将最大的初始偏移值对应的目标激光器的光斑中心作为激光扫描的基准点，计算所述目标激光器之外的其他激光器的光斑中心相对于所述基准点在所述激光扫描方向的偏移量作为校准偏移值；获取原始二值点阵图像，并将所述扫描方向作为修正方向，将所述其他激光器对应的校准偏移值作为各自的修正距离，在所述原始二值点阵图像中移动所述其他激光器扫描的像素行，将移动之后像素组成新的像素行替换原像素行组成修正图像。
7.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，在所述原始二值点阵图像中移动所述其他激光器扫描的像素行之前，所述方法还包括：获取所述激光器阵列中的激光器的光斑中心在曝光面的y轴方向移动一步的步距
d；所述y轴方向与所述激光扫描方向垂直；获取激光器阵列上相邻激光器的光斑中心在曝光面的y轴方向的距离l；根据l与d的比值计算各个激光器所需扫描的像素行的数量。
8.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述获取激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值，包括：采用图像识别算法计算激光器阵列上相邻激光器的光斑中心在激光扫描方向的相邻偏移值，并基于相邻偏移值计算各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值。
9.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述获取激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值，包括：采用图像识别算法计算激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值。
10.本技术实施例第二方面提供了一种图像处理系统，可包括：第一获取模块，用于获取激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值，并确定最大的初始偏移值；第一处理模块，用于将最大的初始偏移值对应的目标激光器的光斑中心作为激光扫描的基准点，计算所述目标激光器之外的其他激光器的光斑中心相对于所述基准点在所述激光扫描方向的偏移量作为校准偏移值；第二处理模块，用于获取原始二值点阵图像，并将所述扫描方向作为修正方向，将所述其他激光器对应的校准偏移值作为各自的修正距离，在所述原始二值点阵图像中移动所述其他激光器扫描的像素行，将移动之后像素组成新的像素行替换原像素行组成修正图像。
11.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中的图像处理系统，还可以包括：第二获取模块，用于获取所述激光器阵列中的激光器的光斑中心在曝光面的y轴方向移动一步的步距d；所述y轴方向与所述激光扫描方向垂直；第三获取模块，用于获取激光器阵列上相邻激光器的光斑中心在曝光面的y轴方向的距离l；第三处理模块，根据l与d的比值计算各个激光器所需扫描的像素行的数量。
12.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述第一获取模块可包括：第一计算单元，采用图像识别算法计算激光器阵列上相邻激光器的光斑中心在激光扫描方向的相邻偏移值，并基于相邻偏移值计算各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值。
13.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中，所述第一获取模块可包括：第二计算单元，采用图像识别算法计算激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值。
14.本技术实施例第三方面提供了一种激光成像设备，所述激光成像设备包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如第一方面及第一方面中任意一种可能的实施方式中的步骤。
15.本技术实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面及第一方面中任意一种可能的实施方式中的步骤。
16.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：本技术实施例中将相对于标定点在激光扫描方向偏移最大的光斑中心作为激光扫描的基准点，计算其他激光器的光斑中心相对于基准点在激光扫描方向的校准偏移值，然后将扫描方向作为修正方向，将其他激光器对应的校准偏移值作为各自的修正距离，在原始二值点阵图像中移动其他激光器扫描的像素行，将移动之后像素组成新的像素行替换原像素行组成修正图像，使得激光成像设备基于修正图像进行曝光成像过程中，可以抵消激光器的光斑中心在激光扫描方向的偏移量，提高了激光成像的精度。
附图说明
17.图1为本技术实施例提供的一种激光成像用的图像处理方法的一个实施例示意图；图2为激光器阵列在曝光面上一种可能的光斑中心分布示意图；图3为原始二值点阵图像中a至h点对应的光斑需要扫描的像素行分布示意图；图4为修正图像中a至h点对应的光斑需要扫描的像素行分布示意图；图5为本技术实施例提供的一种激光成像设备的一个实施例示意图。
具体实施方式
18.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
19.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
20.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
21.为了便于理解，下面对本技术实施例中的具体流程进行描述，请参阅图1，本技术
实施例中一种激光成像用的图像处理方法的一个实施例可包括：s101：获取激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值，并确定最大的初始偏移值。
22.申请人注意到相关技术中的激光成像设备设计原理中设置有多个激光器沿直线等距离分布组成激光器阵列，期望得到呈直线分布的光斑。然而实际设备装配过程中，由于激光器的安装误差、激光器在曝光面上的光斑偏移等因素影响，激光器在曝光面上的光斑并不在一条直线上。若按照单一标定点的坐标控制激光器进行曝光，显影之后的显影图像在x方向（与激光扫描方向平行）会出现行像素偏移，导致显影图像相对于模板图像失真。
23.为了解决上述问题，本技术实施例中，激光成像设备根据各个激光器的光斑中心在激光扫描方向的偏移量重新确定激光扫描的基准点，并基于基准点确定其他激光器的光斑中心相对于基准点在激光扫描方向的校准偏移值，最后对校准偏移值进行修正。需要说明的是，本技术中激光器的光斑中心是为了便于说明而定义的，其可以是激光器的光斑中可以唯一标定光斑位置，例如圆形光斑的圆心，不规则图形光斑的重心，还可以是光斑图像与预设的直线重叠部分的中点等，只需保证确定各个光斑中心的标准保持一致即可，具体此处不做限定。
24.为此，本技术实施例中可以先获取激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值，然后基于初始偏移值进行图像修正。为了提高激光成像的效率，优选最先对曝光面进行曝光的光斑作为基准点，即确定最大的初始偏移值对应的光斑作为基准点。示例性的，如图2所示，若激光扫描方向为图2中x轴方向，激光器阵列在曝光面的光斑作为图中a至h点，选定的标定点为o点，相对于o点各点的初始偏移值（可取正负值）分别为4、2、
‑
1、2、2、
‑
3、1、
‑
5。数值的正负参与比较大小，由以上数据可知，最大的初始偏移值为4。因此，可以确定最先对曝光面进行曝光的光斑作为a点。
25.具体的，可以采用相对标定和绝对标定两种方式测量各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量。相对标定是指：采用图像识别算法计算激光器阵列上相邻激光器在激光扫描方向的相邻偏移值，并基于相邻偏移值计算各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量。绝对标定是指：直接采用图像识别算法计算激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量。例如可以基于二次元测量仪配合的现有图像识别算法可以快速测量，具体的图像识别算法此处不做限定。
26.s102：将最大的初始偏移值对应的目标激光器的光斑中心作为激光扫描的基准点，计算目标激光器之外的其他激光器的光斑中心相对于基准点在激光扫描方向的偏移量作为校准偏移值。
27.在选定最大的初始偏移值对应的目标激光器的光斑中心作为激光扫描的基准点之后，可以计算目标激光器之外的其他激光器的光斑中心相对于基准点在激光扫描方向的偏移量作为校准偏移值。
28.示例性的，以图2所示的应用场景为例，以最先对曝光面进行曝光的光斑a点为基准点，可以计算图2中b至h点相对于a点的校准偏移值分别为2、5、2、2、7、3、9，具体的校准偏移值的单位可以根据实际坐标系进行合理的设置，此处不做限定。
29.s103：获取原始二值点阵图像，并将扫描方向作为修正方向，将其他激光器对应的校准偏移值作为各自的修正距离，在原始二值点阵图像中移动其他激光器扫描的像素行，
将移动之后像素组成新的像素行替换原像素行组成修正图像。
30.在激光成像过程中，需要对获取到的原始图像需要先进行光栅化处理转化成二值点阵图像，本技术中可以先获取到的原始图像转化成的原始二值点阵图像。其中，原始二值点阵图像中的像素点分为两类，一类是激光曝光点，另一类是不需要激光曝光的点。
31.在确定基准点以及目标激光器之外的其他激光器的光斑中心相对于基准点在激光扫描方向的校准偏移值之后，可以将扫描方向作为修正方向，将其他激光器对应的校准偏移值作为各自的修正距离，在原始二值点阵图像中移动其他激光器扫描的像素行，将移动之后像素组成新的像素行替换原像素行组成修正图像。
32.示例性的，请参阅图2至图4，在上述步骤s101和s102中确定a点为基准点，图2中b至h点相对于a点的校准偏移值分别为2、5、2、2、7、3、9，如图3所示的原始二值点阵图像中，a至h点对应的光斑需要扫描的像素行a
‑
1、b
‑
1、c
‑
1、d
‑
1、e
‑
1、f
‑
1 、g
ꢀ‑
1至h
‑
1往往相对于标定点对齐，基于校准偏移值进行修正之后的修正图像如图4所示，a至h点对应的光斑需要扫描的像素行a
‑
2、b
‑
2、c
‑
2、d
‑
2、e
‑
2、f
‑
2 、g
ꢀ‑
2至h
‑
2。其中a
‑
2相对于a
‑
1无需修正；a
‑
2也可以按照需求设定移动预设距离，b
‑
2、c
‑
2、d
‑
2、e
‑
2、f
‑
2 、g
ꢀ‑
2至h
‑
2与a
‑
2移动之后的相对位置需要保持不变。
33.由以上公开内容可以看出，本技术实施例中将相对于标定点在激光扫描方向偏移最大的光斑作为激光扫描的基准点，计算其他激光器的光斑中心相对于基准点在激光扫描方向的偏移量作为校准偏移值，然后将扫描方向作为修正方向，将其他激光器对应的校准偏移值作为各自的修正距离，在原始二值点阵图像中移动其他激光器扫描的像素行，将移动之后像素组成新的像素行替换原像素行组成修正图像，使得激光成像设备基于修正图像进行曝光成像过程中，可以抵消激光器的光斑中心在x轴方向的偏移量，提高了激光成像的精度。
34.申请人进一步注意到，相关技术中是以相邻激光器之间预设的固定值为每颗激光器分配扫描的像素行，激光器阵列中相邻激光器在y方向（与激光扫描方向垂直）的距离往往并不相同，若按照原有的方式分配像素行，显影之后的显影图像在y方向可能出现相邻像素行之间的出现像素重叠或者间隙过大的情况。有必要对相关技术进行进一步改进，在上述图1至图4所示的实施例的基础上，在原始二值点阵图像中移动激光器扫描的像素行之前需要确定各个激光器所需扫描的像素行，具体可以包括：获取所述激光器阵列中的激光器的光斑中心在曝光面的y轴方向移动一步的步距d； y轴方向与所述激光扫描方向垂直；获取激光器阵列上相邻激光器的光斑中心在曝光面的y轴方向的距离l；根据l与d的比值计算各个激光器所需扫描的像素行的数量。在确定激光扫描的基准点之后，可以基于各个激光器所需扫描的像素行的数量依次为各个激光器分配各自所需扫描的像素行，使得上一颗激光器扫描的最后一行与下一颗相邻的光器扫描的第一行可以无缝贴合或者贴合的缝隙小于预设的公差值。
35.本发明实施例还提供了一种图像处理系统，可包括：第一获取模块，用于获取激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值，并确定最大的初始偏移值；第一处理模块，用于将最大的初始偏移值对应的目标激光器的光斑中心作为激光扫描的基准点，计算目标激光器之外的其他激光器的光斑中心相对于基准点在激光扫描方
向的偏移量作为校准偏移值；第二处理模块，用于获取原始二值点阵图像，并将扫描方向作为修正方向，将其他激光器对应的校准偏移值作为各自的修正距离，在原始二值点阵图像中移动其他激光器扫描的像素行，将移动之后像素组成新的像素行替换原像素行组成修正图像。
36.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中的图像处理系统，还可以包括：第二获取模块，用于获取激光器阵列中的激光器的光斑中心在曝光面的y轴方向移动一步的步距d ，y轴方向与激光扫描方向垂直；第三获取模块，用于获取激光器阵列上相邻激光器的光斑中心在曝光面的y轴方向的距离l；第三处理模块，根据l与d的比值计算各个激光器所需扫描的像素行的数量。
37.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中的第一获取模块可包括：第一计算单元，采用图像识别算法计算激光器阵列上相邻激光器在激光扫描方向的相邻偏移值，并基于相邻偏移值间接计算各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值。
38.可选的，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中的第一获取模块可包括：第二计算单元，采用图像识别算法直接计算激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值。
39.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。
40.上面从模块化功能实体的角度对本技术实施例中的图像处理系统进行了描述，请参阅图5，下面从硬件处理的角度对本技术实施例中的激光成像设备进行描述：该激光成像设备1可以包括存储器11、处理器12和输入输出总线13。处理器11执行计算机程序时实现上述图1所示的激光成像用的图像处理方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s101至s103。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块或单元的功能。
41.本技术的一些实施例中，处理器具体用于实现如下步骤：获取激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值，并确定最大的初始偏移值；将最大的初始偏移值对应的目标激光器的光斑中心作为激光扫描的基准点，计算目标激光器之外的其他激光器的光斑中心相对于基准点在激光扫描方向的偏移量作为校准偏移值；获取原始二值点阵图像，并将扫描方向作为修正方向，将其他激光器对应的校准偏移值作为各自的修正距离，在原始二值点阵图像中移动其他激光器扫描的像素行，将移动之后像素组成新的像素行替换原像素行组成修正图像。
42.可选的，作为一种可能的实施方式，处理器还可以用于实现如下步骤：获取激光器阵列中的激光器的光斑中心在曝光面的y轴方向移动一步的步距d ，y轴方向与激光扫描方向垂直；获取激光器阵列上相邻激光器的光斑中心在曝光面的y轴方向的距离l；
根据l与d的比值计算各个激光器所需扫描的像素行的数量。
43.可选的，作为一种可能的实施方式，处理器还可以用于实现如下步骤：采用图像识别算法计算激光器阵列上相邻激光器在激光扫描方向的相邻偏移值，并基于相邻偏移值间接计算各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值。
44.可选的，作为一种可能的实施方式，处理器还可以用于实现如下步骤：采用图像识别算法直接计算激光器阵列上各个激光器的光斑中心相对于标定点在激光扫描方向的偏移量作为初始偏移值。
45.其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如，sd或dx存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是激光成像设备1的内部存储单元，例如该激光成像设备1的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是激光成像设备1的外部存储设备，例如激光成像设备1上配备的插接式硬盘，智能存储卡（smart media card, smc），安全数字（secure digital, sd）卡，闪存卡（flash card）等。进一步地，存储器11还可以既包括激光成像设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11不仅可以用于存储安装于激光成像设备1的应用软件及各类数据，例如计算机程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
46.处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器（central processing unit, cpu）、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序代码或处理数据，例如执行计算机程序等。
47.该输入输出总线13可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
48.进一步地，激光成像设备还可以包括有线或无线网络接口14，网络接口14可选的可以包括有线接口和/或无线接口（如wi
‑
fi接口、蓝牙接口等），通常用于在该激光成像设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
49.图5仅示出了具有组件11
‑
14的激光成像设备1，本领域技术人员可以理解的是，图5示出的结构并不构成对激光成像设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，例如还可以包括呈线形分布的激光器阵列以及驱动该激光器阵列移动的驱动组件等，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
50.本技术还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，可以实现如图1所示的实施例中的步骤。
51.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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，例如多个模块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接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
52.所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显
示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
53.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
54.所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read
‑
only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
55.以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，为了描述便于理解起见，可能没有示出或描述本文所述的实施方案的所有常规特征。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。