[發(fā)明專利]高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410230480.0
• 申請(qǐng)日: 2014-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105136804B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊水山;王康健;何永輝;宗德祥;彭鐵根;石桂芬;梁爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): H04N7/18
• 分類號(hào): H04N7/18
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責(zé)任公司 31117
• 代理人: 鄭明輝;葉知行

1.一種高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理裝置，其特征是：

包括：輸入輸出接口模塊、速度信號(hào)整合模塊、圖像采集接口模塊和圖像處理模塊；

所述輸入輸出接口模塊包括：配置若干路標(biāo)準(zhǔn)接口，實(shí)現(xiàn)與圖像傳感器的連接，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)和圖像采集控制信號(hào)傳送；配置I/O接口，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)信號(hào)連接，接受生產(chǎn)的速度信號(hào)與鋼卷的分卷信號(hào)，并將信號(hào)傳送至速度信號(hào)整合模塊；輸出信號(hào)通過(guò)輸出的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)，僅將具有異常的帶鋼表面圖像進(jìn)行輸出；

所述速度信號(hào)整合模塊是指對(duì)生產(chǎn)速度信號(hào)的分頻或組頻，以在代表一定長(zhǎng)度的速度脈沖間隔下觸發(fā)相機(jī)采集圖像；對(duì)速度脈沖計(jì)數(shù)并將計(jì)數(shù)信息融入到帶鋼圖像數(shù)據(jù)中，用來(lái)精確計(jì)算帶鋼圖像中發(fā)生缺陷的物理位置；接收的帶鋼換卷信號(hào)則用來(lái)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，從而重新對(duì)帶鋼長(zhǎng)度計(jì)數(shù)；

所述圖像采集接口模塊按照相機(jī)的接口協(xié)議接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，接收?qǐng)D像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)，并接受速度信號(hào)整合模塊輸出信號(hào)；

所述圖像處理模塊對(duì)圖像采集接口模塊傳送來(lái)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成實(shí)時(shí)異常圖像過(guò)濾和異常區(qū)域的檢出功能，然后通過(guò)輸出的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口將具有異常的帶鋼表面圖像輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理裝置，其特征是：所述輸出的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口同時(shí)作為雙向通道，作為上位機(jī)配置圖像處理模塊參數(shù)的通道。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理裝置，其特征是：所述圖像處理模塊與SRAM存儲(chǔ)器和SDRAM存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀取。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理裝置，其特征是：所述圖像采集接口模塊、圖像處理模塊、速度信號(hào)整合模塊由FPGA硬件電路組成。

5.一種采用權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的所述的高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理裝置的高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理方法，其特征是：

第一，圖像數(shù)據(jù)拼接：通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口連接多路相機(jī)，經(jīng)圖像采集接口模塊進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)采集后，輸入多路相機(jī)圖像至圖像處理模塊內(nèi)按寬度進(jìn)行圖像拼接，寬度方向上根據(jù)相鄰相機(jī)之間的成像重疊度，設(shè)置拼接參數(shù)；長(zhǎng)度方向上根據(jù)相機(jī)采集圖像速度上的差異進(jìn)行微調(diào)，以實(shí)現(xiàn)多相機(jī)圖像拼接在內(nèi)容上的完整；

第二，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)處理：接受來(lái)自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的速度信號(hào)和換卷信號(hào)；速度信號(hào)整合模塊能對(duì)速度信號(hào)進(jìn)行分頻或組頻，實(shí)現(xiàn)單個(gè)脈沖寬度代表一定的運(yùn)行長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)分辨率條件下以整合的速度信號(hào)觸發(fā)相機(jī)采集圖像，并使圖像采集與生產(chǎn)速度同步；對(duì)速度脈沖計(jì)數(shù)并將計(jì)數(shù)信息融入到帶鋼圖像數(shù)據(jù)中，用來(lái)精確計(jì)算帶鋼圖像中發(fā)生缺陷的物理位置；接收的帶鋼換卷信號(hào)則用來(lái)對(duì)計(jì)數(shù)器清零，從而重新對(duì)帶鋼長(zhǎng)度計(jì)數(shù)；

第三，實(shí)時(shí)圖像處理：通過(guò)FPGA硬件電路實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像處理過(guò)程包括：邊緣檢測(cè)、圖像濾波、梯度運(yùn)算、圖像二值化和圖像聚類的算法，最后根據(jù)聚類結(jié)果判斷圖像中是否存在異常，存在異常圖像需要進(jìn)一步處理，而沒(méi)有異常的圖像則做放棄處理；異常圖像存儲(chǔ)在圖像處理模塊的緩存隊(duì)列內(nèi)，通過(guò)設(shè)置的圖像輸出端口進(jìn)行圖像輸出。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理方法，其特征是：通過(guò)對(duì)圖像處理模塊的參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)多種處理流程算法組合，實(shí)現(xiàn)合理的檢測(cè)流程和檢測(cè)性能。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理方法，其特征是：在離線狀態(tài)下將現(xiàn)有的典型缺陷的圖像通過(guò)輸出的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口上傳到圖像處理模塊的存儲(chǔ)器內(nèi)，圖像處理模塊以這部分?jǐn)?shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源進(jìn)行圖像處理，通過(guò)對(duì)已有缺陷圖像的測(cè)試和分析，調(diào)試和優(yōu)化檢測(cè)系統(tǒng)的參數(shù)配置；優(yōu)化后參數(shù)配置能夠直接適用于實(shí)施采集的圖像。