[發明專利]一種印品圖像檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201310238037.3
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103325116A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 張健;馮治國;秦慶旺;馮禮;盧繼兵;吳四夫;眭俊華;劉慧娜;韓英魁;劉李泉;董學良;孫進強;王建鑫;包誠;魏智韜
• 申請（專利權）人: 中國人民銀行印制科學技術研究所;中國印鈔造幣總公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06F13/38
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體而言，涉及一種印品圖像檢測系統和一種印品圖像檢測方法。?

背景技術

在人民幣印制檢封工藝中，機檢由于效率高、準確率高、不易出錯等優點，全面取代人工檢測將是發展趨勢。機檢設備由圖像或機讀傳感器采集原始數據，然后由處理單元根據相關參數進行檢測分析，并給出檢測結果。?

目前多家公司設計生產的高速清分設備均可完成高速圖像檢測功能，但傳感器處理單元結構與方案與本發明有較大差異，其結構框圖如圖1所示。?

現有的清分機由計算機配合圖像采集卡完成圖像的采集、傳輸與處理任務，全部檢測算法在計算機中實現。由于圖像處理任務繁重，每臺圖像傳感器至少需要配備一臺高性能服務器。檢測服務器首先接收檢測參數，然后在幀同步信號的控制下進行圖像檢測處理，并將結果通過現場工業總線傳輸至中央處理系統。這種方案的優點是硬件設備很成熟，檢測算法通過計算機編程實現，修改和維護較為靈活方便。?

但是，上述清分機的缺點是，基于PC的高速檢測方案由PC承擔全部算法處理和結果判別任務，一般需要選用高性能服務器，但即便如此，在處理圖像傳感器海量數據時也有很大壓力，主要有兩個原因造成，一是PC內核處理器主頻及運算單元數量有限，很難做到真正的并行處理，二是處理軟件運行在非實時操作系統中，任務調度及響應時間的實時性很難保證，因此在實時處理大數據量的場合有很大挑戰。而且，大型清分設備需要多路圖像傳感器，每路傳感器至少配備一臺高性能服務器，服務器群?占用空間大，耗電多，散熱需要特別考慮，成本及維護費用也較高。?

嵌入式平臺在圖像處理及工業檢測領域已有較多應用，常用的嵌入式架構是單DSP或多DSP方案，但是已有方案在處理如此高精度和速度的圖像檢測時仍然有很大困難。一些公司相繼開發出了的小型紙幣清分機，使用的就是嵌入式平臺進行相關檢測，但是速度遠遠不能滿足大型清分設備要求。?

因此，需要一種新的印品圖像檢測技術，能夠采用高性能嵌入式平臺實現圖像采集、處理及傳輸，從而實現高精度的圖像檢測能力，并且嵌入式平臺體積小，重量輕，可以和成像系統封裝在一起，成為一個完整的傳感器處理單元，直接輸出處理結果，便于后處理中的中央控制系統進行信息融合。?

發明內容

本發明正是基于上述問題，提出了一種印品圖像檢測技術，采用高性能嵌入式平臺實現圖像采集、處理及傳輸，從而實現高精度的圖像檢測能力，并且嵌入式平臺體積小，重量輕，可以和成像系統封裝在一起，成為一個完成的傳感器處理單元，直接輸出處理結果，便于后處理中的中央控制系統進行信息融合。?

有鑒于此，本發明提出了一種印品圖像檢測系統，包括：至少一顆DSP芯片，用于從服務器下載配置參數，根據所述配置參數對從FPGA芯片接收到的第一中間數據進行配置處理，得到所述印品圖像的第二中間數據，將所述第二中間數據傳輸至所述FPGA芯片，并將從所述FPGA芯片接收到的所述印品圖像的質量信息、所述第一中間數據和/或所述第二中間數據傳輸至上位機進行顯示；所述FPGA芯片，用于根據接收到的采集指令采集所述印品圖像，根據第一預設算法對所述印品圖像進行計算得到所述第一中間數據，根據第二預設算法對所述第二中間數據進行計算得到所述質量信息，并將所述質量信息和所述第一中間數據傳輸至所述至少一顆DSP芯片。?

在該技術方案中，印品包括鈔票、證券等紙張印刷品，也可以包括塑?料、皮革等非紙張印刷品，通過采用多芯片并行處理機制以及當今最為高效的FPGA+DSP系統架構，通過合理規劃檢測算法，充分發揮FPGA大數據量底層算法上的優勢以及DSP復雜算法和流程控制方面的優勢，從而以較小的體積，完成高效的數據處理，足可以勝任印品圖像檢測算法的實時實現。?

其中，FPGA芯片可以是Xilinx公司的Virtex-5系列的千萬門級芯片XC5VFX100T，該芯片運行工作頻率最高達到500MHz，是業界運行頻率最高的工業級FPGA芯片。DSP芯片可以是TMS320C6455芯片，時鐘頻率高達1GHz，可實現8000MIPS的運算性能。?

用戶還可以根據所處理圖像數據量的大小來調整至少一顆DSP芯片中DSP芯片的個數，當圖像數據量較小時，比如檢測灰度圖像時，可選用一顆DSP芯片，當圖像數據量較大時，比如檢測彩色圖像時，可選用四顆DSP芯片。?

在上述技術方案中，優選地，所述FPGA芯片根據所述印品圖像的像素數據和行列信息，計算出所述印品圖像的坐標信息，并作為所述第一中間數據傳輸至所述至少一顆DSP芯片。?