[发明专利]一种印品图像检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种印品图像检测系统和一种印品图像检测方法。 

背景技术

在人民币印制检封工艺中，机检由于效率高、准确率高、不易出错等优点，全面取代人工检测将是发展趋势。机检设备由图像或机读传感器采集原始数据，然后由处理单元根据相关参数进行检测分析，并给出检测结果。 

目前多家公司设计生产的高速清分设备均可完成高速图像检测功能，但传感器处理单元结构与方案与本发明有较大差异，其结构框图如图1所示。 

现有的清分机由计算机配合图像采集卡完成图像的采集、传输与处理任务，全部检测算法在计算机中实现。由于图像处理任务繁重，每台图像传感器至少需要配备一台高性能服务器。检测服务器首先接收检测参数，然后在帧同步信号的控制下进行图像检测处理，并将结果通过现场工业总线传输至中央处理系统。这种方案的优点是硬件设备很成熟，检测算法通过计算机编程实现，修改和维护较为灵活方便。 

但是，上述清分机的缺点是，基于PC的高速检测方案由PC承担全部算法处理和结果判别任务，一般需要选用高性能服务器，但即便如此，在处理图像传感器海量数据时也有很大压力，主要有两个原因造成，一是PC内核处理器主频及运算单元数量有限，很难做到真正的并行处理，二是处理软件运行在非实时操作系统中，任务调度及响应时间的实时性很难保证，因此在实时处理大数据量的场合有很大挑战。而且，大型清分设备需要多路图像传感器，每路传感器至少配备一台高性能服务器，服务器群 占用空间大，耗电多，散热需要特别考虑，成本及维护费用也较高。 

嵌入式平台在图像处理及工业检测领域已有较多应用，常用的嵌入式架构是单DSP或多DSP方案，但是已有方案在处理如此高精度和速度的图像检测时仍然有很大困难。一些公司相继开发出了的小型纸币清分机，使用的就是嵌入式平台进行相关检测，但是速度远远不能满足大型清分设备要求。 

因此，需要一种新的印品图像检测技术，能够采用高性能嵌入式平台实现图像采集、处理及传输，从而实现高精度的图像检测能力，并且嵌入式平台体积小，重量轻，可以和成像系统封装在一起，成为一个完整的传感器处理单元，直接输出处理结果，便于后处理中的中央控制系统进行信息融合。 

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种印品图像检测技术，采用高性能嵌入式平台实现图像采集、处理及传输，从而实现高精度的图像检测能力，并且嵌入式平台体积小，重量轻，可以和成像系统封装在一起，成为一个完成的传感器处理单元，直接输出处理结果，便于后处理中的中央控制系统进行信息融合。 

有鉴于此，本发明提出了一种印品图像检测系统，包括：至少一颗DSP芯片，用于从服务器下载配置参数，根据所述配置参数对从FPGA芯片接收到的第一中间数据进行配置处理，得到所述印品图像的第二中间数据，将所述第二中间数据传输至所述FPGA芯片，并将从所述FPGA芯片接收到的所述印品图像的质量信息、所述第一中间数据和/或所述第二中间数据传输至上位机进行显示；所述FPGA芯片，用于根据接收到的采集指令采集所述印品图像，根据第一预设算法对所述印品图像进行计算得到所述第一中间数据，根据第二预设算法对所述第二中间数据进行计算得到所述质量信息，并将所述质量信息和所述第一中间数据传输至所述至少一颗DSP芯片。 

在该技术方案中，印品包括钞票、证券等纸张印刷品，也可以包括塑 料、皮革等非纸张印刷品，通过采用多芯片并行处理机制以及当今最为高效的FPGA+DSP系统架构，通过合理规划检测算法，充分发挥FPGA大数据量底层算法上的优势以及DSP复杂算法和流程控制方面的优势，从而以较小的体积，完成高效的数据处理，足可以胜任印品图像检测算法的实时实现。 

其中，FPGA芯片可以是Xilinx公司的Virtex-5系列的千万门级芯片XC5VFX100T，该芯片运行工作频率最高达到500MHz，是业界运行频率最高的工业级FPGA芯片。DSP芯片可以是TMS320C6455芯片，时钟频率高达1GHz，可实现8000MIPS的运算性能。 

用户还可以根据所处理图像数据量的大小来调整至少一颗DSP芯片中DSP芯片的个数，当图像数据量较小时，比如检测灰度图像时，可选用一颗DSP芯片，当图像数据量较大时，比如检测彩色图像时，可选用四颗DSP芯片。 

在上述技术方案中，优选地，所述FPGA芯片根据所述印品图像的像素数据和行列信息，计算出所述印品图像的坐标信息，并作为所述第一中间数据传输至所述至少一颗DSP芯片。