[發明專利]高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理裝置和方法

有效

• 申請號: 201410230480.0
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN105136804B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 楊水山;王康健;何永輝;宗德祥;彭鐵根;石桂芬;梁爽
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18
• 代理公司: 上?？歧鲗＠碛邢挢熑喂?31117
• 代理人: 鄭明輝;葉知行

本發明公開了一種高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理裝置和方法。本發明裝置的輸入輸出接口模塊（11）包括：若干路標準接口（111）或標準網絡接口（112）實現與圖像傳感器連接，I/O接口（113）實現與現場生產信號連接，并將信號傳送至速度信號整合模塊；速度信號整合模塊（12）對生產速度信號進行分頻或組頻，在速度脈沖間隔下觸發相機采集圖像；圖像采集接口模塊（13）按照相機的接口協議接收圖像傳感器輸出的圖像數據，并接受速度信號整合模塊輸出信號；圖像處理模塊（14）對圖像采集接口模塊傳送來的圖像數據進行處理，完成實時異常圖像過濾和異常區域的檢出功能，通過標準網絡接口（114）將具有異常的帶鋼表面圖像輸出。

技術領域

本發明涉及一種機器視覺檢測領域，尤其涉及一種機器視覺檢測帶材表面質量的在線檢測領域。

背景技術

帶鋼表面缺陷檢測系統以圖像為基礎媒介，進行圖像采集、傳輸和分析，計算并評價帶鋼表面質量的狀況，可以生成定量化、文本化的質量報告。隨著客戶對帶鋼表面質量要求的不斷提高及帶鋼的生產速度不斷提高（冷軋線最高速度達到1800米/分鐘），高速和精細化成像導致圖像數據量的急劇增加。在關鍵成像器件能夠逐漸提高圖像采集速度的同時，檢測系統對高速、海量圖像數據的傳輸和處理能力面臨嚴重的挑戰。以往基于多PC并行圖像處理模式在海量圖像處理、靈活控制圖像處理流程的優勢繼續體現，但是多PC的圖像處理構架和海量圖像數據的遠距離傳輸的方法復雜，影響了系統的魯棒性，提高了系統維護的難度。就近相機進行圖像數據處理、減少數據傳輸距離，對于提高系統的穩定性具有重要意義，但這方面的公開的技術幾乎沒有。

檢索現有的專利文獻，沒有檢索到直接針對高速帶鋼表面質量檢測技術專用圖像處理裝置的文獻。中國專利200510010049.6公開了一種線陣圖像式帶鋼表面在線缺陷檢測裝置及其檢測方法，該專利提出了表面質量檢測系統的框架和基于ＰＣ陣列并行圖像處理模式。中國專利200610081711.1和中國專利200410080132.6等文獻公開的則是針對通用圖像編碼和解碼的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理裝置和方法，能實現高速帶鋼圖像采集和處理功能，通過對實時圖像經過預處理判斷有缺陷的圖像向上位機傳輸，減輕了檢測系統的傳輸壓力。

為了實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理裝置，包括：輸入輸出接口模塊、速度信號整合模塊、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：配置若干路標準接口或者標準網絡接口，實現與圖像傳感器的連接，實現圖像數據和圖像采集控制信號傳送；配置I/O接口，實現與現場生產信號連接，接受生產的速度信號與鋼卷的分卷信號，并將信號傳送至速度信號整合模塊；輸出信號通過輸出的標準網絡接口實現，僅將具有異常的帶鋼表面圖像進行輸出；

所述速度信號整合模塊是指對生產速度信號的分頻或組頻，以在代表一定長度的速度脈沖間隔下觸發相機采集圖像；

所述圖像采集接口模塊按照相機的接口協議接收圖像數據，接收圖像傳感器輸出的圖像數據，并接受速度信號整合模塊輸出信號；

所述圖像處理模塊對圖像采集接口模塊傳送來的圖像數據進行處理，完成實時異常圖像過濾和異常區域的檢出功能，然后通過輸出的標準網絡接口將具有異常的帶鋼表面圖像輸出。

進一步，所述輸出的標準網絡接口同時作為雙向通道，作為上位機配置圖像處理模塊參數的通道。

進一步，所述圖像處理模塊與SRAM存儲器和SDRAM存儲器進行數據存儲與讀取。

所述圖像采集接口模塊、圖像處理模塊、速度信號整合模塊由FPGA硬件電路組成。

一種高速帶鋼表面圖像采集及圖像處理方法，其步驟是：