通用的视觉检测系统架构

通用的视觉检测系统以工业计算机为中心，主要包括视觉传感器、图像采集系统、图像处理系统、系统服务器等模块，涉及传感技术、光学技术、计算机图形学、数字图像处理、视频信息处理、模式识别、人工智能理论、智能信息处理技术，广泛应用于工业产品自动检测、农副产品质量监测、视觉导航、卫星侦察、交通安全监测、水文观测、生物特征识别、智能视频监控等领域。视觉检测系统通用模型如下图所示。

 视觉检测系统基本组成

（1）视觉传感器：是整个视觉检测系统中信息获取和感知的核心单元，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号，有时配以光学辅助设备来获取待处理的原始图像。视觉传感器主要有激光扫描器、线阵和面阵CCD、TV摄像机等。视觉传感器的主要参数有分辨率、扫描方式、快门速度、帧率、异步复位外触发功能、成像灵敏度、外同步、光谱响应特性等。其中，分辨率和帧率是其关键参数，直接决定视觉检测系统的精度，但是单独追求高分辨率和高帧率的获取图像，会受到计算带宽和成本的限制，整个视觉检测系统的性能反而会下降，因此选择合适的视觉传感器成为了视觉检测系统的又一个重要环节。

（2）图像采集系统：图像采集系统的主要负责采集多路视频信号，然后将前端采集的图像信号进行数字化，并进行有效压缩。它是整个视觉检测系统正常工作的前提，为了保证后期的处理和存储，图像采集系统需要在保证图像质量的同时兼顾采集的实时性。图像采集系统对图像的采集和压缩是同时进行的，一个良好的压缩算法是影响整个系统处理能力的关键。经过压缩处理后的图像通过PCI高速接口与系统服务器以及图像处理系统相连，供后期存储和处理。

（3）图像处理系统：图像处理系统是检视觉测实现图像算法和处理分析等核心功能的部件。可以分成基于工业计算机的视觉图像处理系统和基于嵌入式系统（DSP/ ASIC/ FPGA）的专用系统。ASIC（Australian Securities and Investments Commission）、DSP（Digital Signal Processing）、FPGA等设计的全硬件处理器，基于底层图像处理算法的简单性及并行性，它可以实时高速完成各种底层图像处理算法,如背景校正、灰度变换、ROI（Region of Interest）检测等，这样可减轻计算机软件系统的处理负荷，提高整个视觉检测系统的处理速度。

（4）系统服务器：系统服务器是整个系统的中枢。系统服务器负责管理和控制各个子系统，实时传递控制命令以及接收检测结果和图像数据，并能监测和控制整个系统的运行状态。作为整个系统的数据服务器和控制终端，系统服务器还提供数据保存、查询、统计和分析功能。在上层提供一个良好的人机接口，操作人员通过这个接口可以查看实时的检测结果以及历史数据，以便对被检测目标的状态进行有效的判断。