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低成本文件影像系統之研製

為了解決epson掃描器v39的問題，作者林庭宇 這樣論述：

由於資訊科技的快速發展，藉由數位典藏的方式進行歷史文件手稿或書籍資料的保存逐受重視，但是一般印刷或是手稿用紙因所選擇之材質與厚度不同也可能會造成背面的文字或圖片翻印至正面。市面上有許多掃描設備，雖然使用方便及設計客製化，但是價格多為高昂且在輸出影像上可調性也較簡單。有鑑於此，本研究提出一個以低成本設備所設計之文件影像系統，本研究使用樹梅派3B+(Raspberry 3B+)作為硬體，搭配樹莓派相機(PI NOIR CAMERA V2)，能在控制端輸入指令後自動拍照並執行演算法，以移除原稿上的雜訊及汙染並且修正背面資訊翻印至正面的問題。在演算法的部分，本研究使用自適應方向性提升式離散小波轉換(

Adaptive Directional Lifting-based Discrete Wavelet Transform, ADLDWT)將影像資訊轉換成頻率域分析，分別對高頻與低頻做處理。在低頻的部分，對低低頻帶(LL subband)做區域二值化處理將文字與背景分割，其中使用積分影像(Integral Image)的概念加快運算速度。在高頻的部分，對低高頻帶(LH subband)、高低頻帶(HL subband)和高高頻帶(HH subband)採用改良式最小均方演算法(Least Mean Square, LMS)訓練流程，對三個子頻帶資訊各別進行獨特的權重遮罩訓練，且以各別子頻帶影

像細部所產生不同變異數值(Variance)進行分類，再利用訓練出的權重遮罩對各別的頻帶進行卷積(Convolution)運算，讓高頻影像能保留邊緣資訊並將背景細部雜訊濾除。最後，對四個子頻帶做小波反轉換，將影像重建成原尺寸。 實驗結果使用Document Image Binarization Competition (DIBCO)的公用樣本做測試，也使用此比賽所提供的數據測量工具與其他的方法做比較。除了做數據比較，本研究也計算出各種演算法在電腦以及樹梅派上的運算時間，結果顯示本研究所提出的演算法雖然在數據上並非全部都是最佳，但是在樹莓派上執行演算法與電腦上執行的時間差不會過大，影像結果

也沒有失真。由實驗得知本研究所提出的低成本文件影像系統之樹梅派嵌入式平台具有即時的特性並且可以得到和電腦上一樣的結果。