通用的視覺檢測系統架構

通用的視覺檢測系統以工業計算機為中心，主要包括視覺傳感器、圖像采集系統、圖像處理系統、系統服務器等模塊，涉及傳感技術、光學技術、計算機圖形學、數字圖像處理、視頻信息處理、模式識別、人工智能理論、智能信息處理技術，廣泛應用于工業產品自動檢測、農副產品質量監測、視覺導航、衛星偵察、交通安全監測、水文觀測、生物特征識別、智能視頻監控等領域。視覺檢測系統通用模型如下圖所示。

視覺檢測系統基本組成

（1）視覺傳感器：是整個視覺檢測系統中信息獲取和感知的核心單元，其最本質的功能就是將光信號轉變成有序的電信號，有時配以光學輔助設備來獲取待處理的原始圖像。視覺傳感器主要有激光掃描器、線陣和面陣CCD、TV攝像機等。視覺傳感器的主要參數有分辨率、掃描方式、快門速度、幀率、異步復位外觸發功能、成像靈敏度、外同步、光譜響應特性等。其中，分辨率和幀率是其關鍵參數，直接決定視覺檢測系統的精度，但是單獨追求高分辨率和高幀率的獲取圖像，會受到計算帶寬和成本的限制，整個視覺檢測系統的性能反而會下降，因此選擇合適的視覺傳感器成為了視覺檢測系統的又一個重要環節。

（2）圖像采集系統：圖像采集系統的主要負責采集多路視頻信號，然后將前端采集的圖像信號進行數字化，并進行有效壓縮。它是整個視覺檢測系統正常工作的前提，為了保證后期的處理和存儲，圖像采集系統需要在保證圖像質量的同時兼顧采集的實時性。圖像采集系統對圖像的采集和壓縮是同時進行的，一個良好的壓縮算法是影響整個系統處理能力的關鍵。經過壓縮處理后的圖像通過PCI高速接口與系統服務器以及圖像處理系統相連，供后期存儲和處理。

（3）圖像處理系統：圖像處理系統是視覺檢測實現圖像算法和處理分析等核心功能的部件。可以分成基于工業計算機的視覺圖像處理系統和基于嵌入式系統（DSP/ ASIC/ FPGA）的專用系統。ASIC（Australian Securities and Investments Commission）、DSP（Digital Signal Processing）、FPGA等設計的全硬件處理器，基于底層圖像處理算法的簡單性及并行性，它可以實時高速完成各種底層圖像處理算法,如背景校正、灰度變換、ROI（Region of Interest）檢測等，這樣可減輕計算機軟件系統的處理負荷，提高整個視覺檢測系統的處理速度。

（4）系統服務器：系統服務器是整個系統的中樞。系統服務器負責管理和控制各個子系統，實時傳遞控制命令以及接收檢測結果和圖像數據，并能監測和控制整個系統的運行狀態。作為整個系統的數據服務器和控制終端，系統服務器還提供數據保存、查詢、統計和分析功能。在上層提供一個良好的人機接口，操作人員通過這個接口可以查看實時的檢測結果以及歷史數據，以便對被檢測目標的狀態進行有效的判斷。