專利名稱：高速圖像采集和處理方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理裝置及方法，尤其涉及一種高速圖像采集和處理方法和
直O(jiān)
背景技術(shù)：
機(jī)器視覺在高速、實(shí)時(shí)特征文字和特征符號(hào)識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛?，F(xiàn)有的嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)一般由一個(gè)圖像傳感器和一個(gè)處理器組成。處理器用來采集和處理圖像傳感器生成的圖像。有的系統(tǒng)可以由多個(gè)圖像傳感器和一個(gè)處理器組成。處理器可以有選擇地選擇其中來自某個(gè)圖像傳感器的圖像進(jìn)行處理。在高速圖像采集和處理系統(tǒng)中，圖像傳感器的速度非?？欤ǔＲ粋€(gè)處理器無法完成實(shí)時(shí)圖像處理?，F(xiàn)有的做法是，先把圖像存儲(chǔ)在內(nèi)存中，然后以相對(duì)比較慢的速度把圖像送給處理器進(jìn)行處理。這種做法的最大缺點(diǎn)是，系統(tǒng)無法進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，導(dǎo)致在某些對(duì)時(shí)間要求苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合，系統(tǒng)不能達(dá)到需要的技術(shù)指標(biāo)。中國專利2008100561M. 6提出了多個(gè)傳感器和多個(gè)處理器的系統(tǒng)架構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)處理能力強(qiáng)，可以并行處理多個(gè)圖像源的圖像。但其缺點(diǎn)是由于使用了多個(gè)傳感器， 需要配備多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，使得系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。在視頻和圖像處理領(lǐng)域，一些專利申請(qǐng)?zhí)岢隽藞D像分割的概念。中國專利 20061005^61. 4提出了將圖像沿水平或垂直方向分割成多塊，或分割成田字型的四塊的方法。由于需要用到運(yùn)動(dòng)估計(jì)的算法，每個(gè)圖像塊的處理都需要用到相鄰圖像塊的信息。中國專利200710097644. 7也提出了圖像分割的概念以及光柵掃描或行掃描的算法。它提出的圖像處理算法也需要用到運(yùn)動(dòng)估計(jì)，因此需要用到相鄰或之前的圖像塊的信息。這兩個(gè)專利的算法使得處理器之間具有一定的耦合性，因此算法比較復(fù)雜，而且行掃描的方式并不能大幅提高并行處理的效率。中國專利200710182320. 3提出了全景圖像合成的算法。其原理是先采集多幅有重疊區(qū)域的圖像，然后根據(jù)圖像的相似程度找到重疊區(qū)域，最后進(jìn)行合并。由于事先并不知道重疊的區(qū)域有多大，所以這種算法需要大量的運(yùn)算。上述的這些方法各有其優(yōu)點(diǎn)，雖可以解決圖像和視頻處理領(lǐng)域中某些特定的應(yīng)用中的一些問題。但是對(duì)于高速、實(shí)時(shí)特征文字和符號(hào)識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用，這些方法有明顯的缺點(diǎn)，如算法復(fù)雜、效率低、成本高等

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提供一種算法簡單、高效而且成本低的圖像采集和處理方法和裝置，包括圖像處理的硬件結(jié)構(gòu)、圖像分割方法、圖像處理算法和圖像合成方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種高速圖像采集和處理裝置，它包括圖像傳感器，圖像傳感器與圖像傳感器控制電路連接，圖像傳感器與圖像采集和分割模塊連接，圖像采集和分割模塊則與接口電路連接，接口電路與計(jì)算機(jī)連接；圖像傳感器控制電路還分別與圖像采集和分割模塊及接口電路連接。一種高速圖像采集和處理裝置，它包括圖像傳感器，圖像傳感器與圖像傳感器控制電路連接，圖像傳感器與圖像采集和分割模塊連接，圖像采集和分割模塊則與接口電路連接，接口電路與多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接，接口電路還與圖像傳感器控制電路連接。所述圖像傳感器為CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器。所述圖像傳感器為的分辨率大于50萬像素，速度達(dá)到至少100幀每秒的面陣圖像傳感器。所述圖像傳感器為分辨率大于4000個(gè)像素，速度達(dá)到至少6000行每秒的線陣圖
像傳感器。所述圖像傳感器控制電路提供傳感器工作所需要的時(shí)序信號(hào)，用于對(duì)圖像傳感器的增益、速度參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。所述圖像采集和分割模塊把圖像傳感器生成的圖像按列分割成多個(gè)圖像區(qū)域，相鄰區(qū)域之間設(shè)有共享的區(qū)域，再把分割后的多個(gè)區(qū)域的圖像分別發(fā)送給接口電路。所述接口電路可以包含千兆以太網(wǎng)接口。所述接口電路可以包含CameraLink標(biāo)準(zhǔn)接口。所述計(jì)算機(jī)把接口電路輸出的圖像合并成完整的圖像。一種高速圖像采集和處理裝置的圖像處理方法，1)圖像采集；2)對(duì)圖像進(jìn)行分割按照像素列進(jìn)行圖像分割；并在分割時(shí)在相鄰兩分割圖像間建立一個(gè)共享區(qū)域， 共享區(qū)域的圖像既屬于其左邊相鄰的區(qū)域，也屬于右邊相鄰的區(qū)域；3)計(jì)算機(jī)根據(jù)所需的工作，對(duì)接收到的各個(gè)分割后圖像進(jìn)行單獨(dú)的分析處理，根據(jù)分析處理結(jié)果判斷圖像是否符合要求或者將結(jié)果輸出；4)處理完成后，計(jì)算機(jī)根據(jù)需要，將各分割后的圖像分別壓縮后保存；或?qū)⒏鞣指詈蟮膱D像壓縮后合并為一幅圖像保存；或?qū)⒏鞣指詈髨D像合并后壓縮保存；或直接將各分割圖像保存。一種高速圖像采集和處理裝置的圖像處理方法，1)圖像采集；2)對(duì)圖像進(jìn)行分割按照像素列進(jìn)行圖像分割；并在分割時(shí)在相鄰兩分割圖像間建立一個(gè)共享區(qū)域， 共享區(qū)域的圖像既屬于其左邊相鄰的區(qū)域，也屬于右邊相鄰的區(qū)域；3)各計(jì)算機(jī)根據(jù)所需的工作，對(duì)接收到的各個(gè)分割后圖像進(jìn)行分析處理，根據(jù)分析處理結(jié)果判斷圖像是否符合要求或者將結(jié)果輸出；4)處理完成后，計(jì)算機(jī)根據(jù)需要，將各分割后的圖像分別壓縮后保存；或?qū)⒏鞣指詈蟮膱D像壓縮后合并為一幅圖像保存；或?qū)⒏鞣指詈髨D像合并后壓縮保存；或直接將各分割圖像保存。在對(duì)圖像進(jìn)行分割時(shí)，如將圖像分割為兩部分，則以原始圖像的水平方向的分辨率為《，將原始圖像分為兩個(gè)部分；相鄰兩分割圖像的水平方向分辨率為χ和y ；兩部分的共享區(qū)域或者重疊區(qū)域的寬度為d ；分割后的圖像與分割前的圖像在分辨率上的關(guān)系為w =x+y-d ；如果 χ = y，則 w = 2x-d0在對(duì)圖像進(jìn)行分割時(shí)，如將圖像分割為三部分以上，則以原始圖像的水平方向的
分辨率為w，將原始圖像分為η個(gè)部分；分割后圖像的水平方向分辨率分別為Xl、X2.....
Xn ；共享區(qū)域或者重疊區(qū)域的寬度分別為dpdy. . . Cllri ；分割后的圖像與分割前的圖像在分
ηη-\
辨率上的關(guān)系為，= ΣΧ' ~Yadr 洳果 X1 = & = · · · = Xn, Cl1 = d2 = . . . = CU，則 W =
i=l i=l
ηχ- (η-1) do所述各子處理器都有相應(yīng)的存儲(chǔ)器用于緩存圖像數(shù)據(jù)以及圖像處理過程中所需要的數(shù)據(jù)；圖像處理的算法包括圖像預(yù)處理和圖像后處理兩個(gè)階段；其中圖像預(yù)處理包括濾波和二值化圖像處理算法；子處理器對(duì)預(yù)處理之后的圖像進(jìn)行圖像后處理；圖像后處理包含光學(xué)字符識(shí)別OCR、條碼識(shí)別或者特征匹配；其中光學(xué)字符識(shí)別用于車牌識(shí)別、標(biāo)簽識(shí)別領(lǐng)域；條碼識(shí)別用于識(shí)別一維和二維條碼；特征匹配包括形狀匹配、顏色匹配和預(yù)定義模式匹配，用于印刷質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域。本發(fā)明的裝置主要由一個(gè)圖像傳感器、一個(gè)圖像傳感器控制電路、一個(gè)圖像采集和分割模塊和一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)組成，如圖1、2所示。圖像傳感器用來把目標(biāo)物體的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，并且可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。可以是兩維(面陣)的圖像傳感器，也可以是一維(線陣)的圖像傳感器?？梢允?CMOS圖像傳感器，也可以是CCD圖像傳感器。如果圖像傳感器本身不包含模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，可以在圖像傳感器之后加一級(jí)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。本申請(qǐng)所述圖像傳感器尤指分辨率大于50萬像素，速度可以達(dá)到至少100幀每秒的面陣圖像傳感器和分辨率大于4000個(gè)像素，速度可以達(dá)到至少6000行每秒的線陣圖像傳感器。圖像傳感器控制電路提供傳感器工作所需要的時(shí)序信號(hào)，用于對(duì)圖像傳感器的增益、速度等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。圖像采集和分割把圖像傳感器生成的圖像按列分割成多個(gè)圖像區(qū)域，相鄰區(qū)域之間可以有共享的區(qū)域。再把分割后的多個(gè)區(qū)域的圖像分別發(fā)送給相應(yīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行并行處理。這樣系統(tǒng)可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成圖像處理。計(jì)算機(jī)為了解決處理器處理能力有限的問題，本系統(tǒng)采用一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)。各個(gè)計(jì)算機(jī)可以獨(dú)立地并行處理圖像。用于處理來自圖像采集模塊輸出的分割后的相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。各處理器可以輸出處理結(jié)果，也可以輸出原始的或處理后的圖像。各計(jì)算機(jī)之間也可以互相通訊。計(jì)算機(jī)可以把各個(gè)處理器模塊的圖像處理的輸出結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一處理?？蛇x的，計(jì)算機(jī)可以把各個(gè)處理器模塊輸出的圖像合并成完整的圖像。接口電路的引入，可以把采集和分割后的圖像以高速的形式傳送給一臺(tái)或者幾臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。尤其是，采用標(biāo)準(zhǔn)的千兆以太網(wǎng)或者CameraLink高速接口，可以將圖像傳送至距離更遠(yuǎn)的計(jì)算機(jī)。本發(fā)明的工作流程可以分為圖像采集、圖像分割、圖像處理和結(jié)果輸出四個(gè)階段。圖像分割原理
由于圖像傳感器像素的傳輸是按照行的方式進(jìn)行的，而且列寬通常大于行寬，所以本專利提出了按照像素列進(jìn)行圖像分割的算法。為了使得相鄰圖像區(qū)域交界處的物體的圖像能夠保持完整，可以定義一個(gè)共享區(qū)域。共享區(qū)域的圖像既屬于左邊的區(qū)域，也屬于右邊的區(qū)域。這樣可以保證圖像中的目標(biāo)物可以被正確和完整的識(shí)別。圖像分割的基本思想如下。如圖3所示，原始圖像的水平方向的分辨率為W。將原始圖像分為左右兩部分，左面的水平方向分辨率為X ；右邊水平方向分辨率為y。兩部分的共享區(qū)域或者重疊區(qū)域的寬度為d。分割后的圖像與分割前的圖像在分辨率上的關(guān)系為w =x+y-d ；如果 X = y，則 W = 2x-d0基于類似的思想，可以把一幅圖像分割成三個(gè)或者更多的子圖像。每個(gè)子圖像分別發(fā)送給一個(gè)處理器進(jìn)行圖像處理。分割的子圖像越多，則系統(tǒng)圖像處理的速度越快，實(shí)時(shí)性越好。對(duì)于線陣圖像傳感器，其圖像的數(shù)據(jù)也是按照行的方式進(jìn)行傳輸?shù)?，然后累積成兩維圖像，所以可以采用一樣的圖像分割方法。圖像合成原理系統(tǒng)可以把分割后的子圖像或者分割后的經(jīng)過圖像處理的子圖像合并成一個(gè)與原始圖像分辨率一樣或者接近的圖像。由于在圖像分割過程中，系統(tǒng)已經(jīng)知道具體的分割數(shù)據(jù)，如原始圖像的列寬、子圖像數(shù)量以及子圖像的位置和列寬等，所以可以按照這些已知數(shù)據(jù)進(jìn)行合并而不需要先進(jìn)行圖像相似度和位移等復(fù)雜的計(jì)算。圖像處理算法系統(tǒng)把分割后的子圖像數(shù)據(jù)分別發(fā)送給相應(yīng)計(jì)算機(jī)用于圖像處理。每個(gè)計(jì)算機(jī)都有相應(yīng)的存儲(chǔ)器用于緩存圖像數(shù)據(jù)以及圖像處理過程中所需要的數(shù)據(jù)。圖像處理的算法包括圖像預(yù)處理和圖像后處理兩個(gè)階段。圖像預(yù)處理可以包括濾波和二值化等常用圖像處理算法。計(jì)算機(jī)可以對(duì)預(yù)處理之后的圖像進(jìn)行圖像后處理。圖像后處理可以包含光學(xué)字符識(shí)別(OCR)、條碼識(shí)別或者特征匹配。其中光學(xué)字符識(shí)別可用于車牌識(shí)別、標(biāo)簽識(shí)別等領(lǐng)域; 條碼識(shí)別用于識(shí)別一維和二維條碼；特征匹配包括形狀匹配、顏色匹配和預(yù)定義模式匹配， 可用于印刷質(zhì)量檢測(cè)等領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)對(duì)處理后的分割圖像進(jìn)行壓縮?；蛘邔?duì)合并后的圖像進(jìn)行壓縮。上述圖像壓縮主要是為滿足存儲(chǔ)和傳輸?shù)男枰?。本發(fā)明的有益效果是采用高速圖像傳感器和計(jì)算機(jī)以及圖像分割和合成算法，可以應(yīng)用在高速實(shí)時(shí)檢測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域。本系統(tǒng)采用圖像分割算法，把原始圖像分割成幾個(gè)子圖像，每臺(tái)計(jì)算機(jī)處理其中一個(gè)子圖像，這樣多臺(tái)計(jì)算機(jī)可以并行處理。由于子圖像之間的處理沒有耦合性，因此提高了系統(tǒng)的處理速度，并使得系統(tǒng)的處理效率得以大幅提升，達(dá)到實(shí)時(shí)處理的效果。分割后的相鄰子圖像具有一定的重疊區(qū)域，這樣可以保證每個(gè)子圖像包含完整的被檢測(cè)信息，所以可以避免漏檢情況的發(fā)生。這樣就保證了目標(biāo)物體識(shí)別的正確率和完整性。為了得到原始圖像分辨率的圖像，可以把分割后的子圖像或者處理后的子圖像重新合并。由于系統(tǒng)知道子圖像的尺寸及其在原始圖像中的位置，所以可以很方便的進(jìn)行合并，而不需要復(fù)雜的算法。計(jì)算機(jī)可對(duì)圖像進(jìn)行壓縮，便于傳輸和存儲(chǔ)。因?yàn)閴嚎s后，數(shù)據(jù)量小了很多，對(duì)傳輸?shù)膸捯蠼档土?；而且需要更少的存儲(chǔ)空間用來存儲(chǔ)圖像數(shù)，節(jié)省了存儲(chǔ)空間。與多圖像傳感器的系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)的安裝和使用更加方便，工作效率更高。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖像分割示意圖；圖4為車牌圖像分割示意；圖5為車牌圖像按像素分割示意圖；圖6為面陣圖像傳感器像素分布示意圖；圖7為條碼圖像分割圖；圖8為印刷品圖像分割圖；圖9為線陣圖像傳感器像素分布示意圖；圖10、圖11為本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1 —種高速圖像采集和處理裝置，它包括圖像傳感器，圖像傳感器與圖像傳感器控制電路連接，圖像傳感器與圖像采集和分割模塊連接，圖像采集和分割模塊則與接口電路連接，接口電路與計(jì)算機(jī)連接；圖像傳感器控制電路還分別與圖像采集和分割模塊及接口電路連接。所述圖像傳感器為CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器。所述圖像傳感器為的分辨率大于50萬像素，速度達(dá)到至少100幀每秒的面陣圖像傳感器。所述圖像傳感器為分辨率大于4000個(gè)像素，速度達(dá)到至少6000行每秒的線陣圖
像傳感器。
所述圖像傳感器控制電路提供傳感器工作所需要的時(shí)序信號(hào)，用于對(duì)圖像傳感器的增益、速度參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。所述圖像采集和分割模塊把圖像傳感器生成的圖像按列分割成多個(gè)圖像區(qū)域，相鄰區(qū)域之間設(shè)有共享的區(qū)域，再把分割后的多個(gè)區(qū)域的圖像分別發(fā)送給接口電路。所述接口電路可以包含千兆以太網(wǎng)接口。所述接口電路可以包含CameraLink標(biāo)準(zhǔn)接口。 所述計(jì)算機(jī)把接口電路輸出的圖像合并成完整的圖像。實(shí)施例2 一種高速圖像采集和處理裝置，它包括圖像傳感器，圖像傳感器與圖像傳感器控制電路連接，圖像傳感器與圖像采集和分割模塊連接，圖像采集和分割模塊則與接口電路
8連接，接口電路與多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接，接口電路還與圖像傳感器控制連接。所述圖像傳感器為CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器。所述圖像傳感器為的分辨率大于50萬像素，速度達(dá)到至少100幀每秒的面陣圖像傳感器。所述圖像傳感器為分辨率大于4000個(gè)像素，速度達(dá)到至少6000行每秒的線陣圖
像傳感器。所述圖像傳感器控制電路提供傳感器工作所需要的時(shí)序信號(hào)，用于對(duì)圖像傳感器的增益、速度參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。所述圖像采集和分割模塊把圖像傳感器生成的圖像按列分割成多個(gè)圖像區(qū)域，相鄰區(qū)域之間設(shè)有共享的區(qū)域，再把分割后的多個(gè)區(qū)域的圖像分別發(fā)送給接口電路。所述接口電路可以包含千兆以太網(wǎng)接口。所述接口電路可以包含CameraLink標(biāo)準(zhǔn)接口。所述計(jì)算機(jī)把接口電路輸出的圖像合并成完整的圖像。實(shí)施例3 在用于雙車道車牌識(shí)別中在高性能車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中，基于高速成像的技術(shù)應(yīng)用越來越普遍。對(duì)于雙車道的監(jiān)控，可以采用單圖像傳感器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)大量的圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，用兩個(gè)計(jì)算機(jī)分別處理左右車道的圖像信息。圖像采集模塊把圖像分割成兩部分，每部分分別覆蓋一個(gè)車道。其中，兩部分都包含兩車道交界的部分。然后把左右車道的圖像分別傳送給兩個(gè)處理器。這樣，可以避免當(dāng)車輛跨車道行駛時(shí)給車牌識(shí)別帶來的困難。如圖4所示，跨線行駛車輛的車牌的位置正好位于原始圖像的中間，如果只是簡單的把圖像從正中間進(jìn)行分割，則車牌會(huì)被截?cái)?，并被分到兩幅圖像中去。如果按照?qǐng)D5的方法進(jìn)行分割，就可以解決這個(gè)問題。如圖5所示，原始圖像的分辨率為2000x1024，即有IOM行和2000列?？梢园褕D像分割成兩個(gè)子圖像，每個(gè)圖像的列寬都是1280個(gè)像素，行數(shù)不變，即分割后的兩個(gè)圖像的分辨率分別是1280x1024。這樣，原始圖像中間的560列既屬于分割后的左邊的子圖像， 也屬于右邊的子圖像。分割后的兩個(gè)子圖像分別發(fā)送給兩個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理。實(shí)施例4 在三車道車牌識(shí)別中與實(shí)施例1類似，在車牌識(shí)別的應(yīng)用中，也可以把這種圖像分割成3部分。如圖6 所示。然后把分割后的子圖像(圖像區(qū)域1、2和幻分別發(fā)送給三個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理。 因此大大縮短了圖像處理的時(shí)間，提高了系統(tǒng)的性能。實(shí)施例5 在條碼識(shí)別中如圖7所示，所拍攝的條碼的圖像位于原始圖像偏左的地方。如果從圖像正中間分割，則條碼會(huì)被分割成兩部分，不能完全解碼。按照?qǐng)D中所示的區(qū)域進(jìn)行分割，左邊的子圖像包含了完整的條碼信息?？梢赃M(jìn)行完整的解碼，同時(shí)由于子圖像的尺寸遠(yuǎn)小于原始圖像，所以條碼解碼速度可以提高很多。實(shí)施例6:
在標(biāo)簽印刷質(zhì)量檢測(cè)中在標(biāo)簽印刷行業(yè)中，標(biāo)簽的質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，不能出現(xiàn)污點(diǎn)、筆畫多墨或者少墨等情況。否則，質(zhì)量問題會(huì)給廠家?guī)砭薮蟮膿p失。目前高速印刷機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，采用人工方式進(jìn)行印刷質(zhì)量檢測(cè)的效率很低，而且檢測(cè)員的人為因素可能造成誤檢。采用高速基于高速照相技術(shù)的在線檢測(cè)系統(tǒng)可以極大地提高生產(chǎn)效率和檢測(cè)正確率。采用圖像分割和并行處理技術(shù)，可以進(jìn)一步提高檢測(cè)效率。如圖8所示，采集到的標(biāo)簽圖像可以分割成左右兩幅子圖像。兩幅子圖像分別送給兩個(gè)處理器進(jìn)行圖像處理。只要任何一個(gè)子圖像中發(fā)現(xiàn)有印刷質(zhì)量問題，則標(biāo)簽為不合格產(chǎn)品。設(shè)置一部分重疊區(qū)域，可以防止由于圖像分割造成的漏檢情況的發(fā)生。實(shí)施例7:在基于線陣成像器件的系統(tǒng)中線陣成像技術(shù)通?？梢詫?shí)現(xiàn)更高的圖像分辨率。本專利的技術(shù)同樣可以應(yīng)用在線陣成像系統(tǒng)中。線陣成像系統(tǒng)的兩維圖像是通過累積線陣圖像來完成的。如圖9所示，在采集線陣圖像的同時(shí)，就可以把圖像數(shù)據(jù)沿著列的方向進(jìn)行分割。然后把圖像分別發(fā)送給不同的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。后續(xù)的處理方式和面陣成像系統(tǒng)中的一樣。
權(quán)利要求
1.一種高速圖像采集和處理裝置，其特征是，它包括圖像傳感器，圖像傳感器與圖像傳感器控制電路連接，圖像傳感器與圖像采集和分割模塊連接，圖像采集和分割模塊則與接口電路連接，接口電路與計(jì)算機(jī)連接；圖像傳感器控制電路還分別與圖像采集和分割模塊及接口電路連接。
2.一種高速圖像采集和處理裝置，其特征是，它包括圖像傳感器，圖像傳感器與圖像傳感器控制電路連接，圖像傳感器與圖像采集和分割模塊連接，圖像采集和分割模塊則與接口電路連接，接口電路與多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接，接口電路還與圖像傳感器控制電路連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高速圖像采集和處理裝置，其特征是，所述圖像傳感器為 CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的高速圖像采集和處理裝置，其特征是，所述圖像傳感器為的分辨率大于50萬像素，速度達(dá)到至少100幀每秒的面陣圖像傳感器。
5.如權(quán)利要求3高速圖像采集和處理裝置，其特征是，所述圖像傳感器為分辨率大于 4000個(gè)像素，速度達(dá)到至少6000行每秒的線陣圖像傳感器。
6.如權(quán)利要求1或2所述的高速圖像采集和處理裝置，其特征是，所述圖像傳感器控制電路提供傳感器工作所需要的時(shí)序信號(hào)，用于對(duì)圖像傳感器的增益、速度參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
7.如權(quán)利要求1或2所述的高速圖像采集和處理裝置，其特征是，所述圖像采集和分割模塊把圖像傳感器生成的圖像按列分割成多個(gè)圖像區(qū)域，相鄰區(qū)域之間設(shè)有共享的區(qū)域， 再把分割后的多個(gè)區(qū)域的圖像分別發(fā)送給接口電路。
8.如權(quán)利要求1或2所述的高速圖像采集和處理裝置，其特征是，所述接口電路為千兆以太網(wǎng)接口或CameraLink標(biāo)準(zhǔn)接口。
9.如權(quán)利要求1或2所述的高速圖像采集和處理裝置，其特征是，所述計(jì)算機(jī)把接口電路輸出的各分割圖像合并成完整的圖像。
10.如權(quán)利要求1所述的采用高速圖像采集和處理裝置的圖像處理方法，其特征是，1)圖像采集；2)對(duì)圖像進(jìn)行分割按照像素列進(jìn)行圖像分割；并在分割時(shí)在相鄰兩分割圖像間建立一個(gè)共享區(qū)域，共享區(qū)域的圖像既屬于其左邊相鄰的區(qū)域，也屬于右邊相鄰的區(qū)域；3)計(jì)算機(jī)根據(jù)所需的工作，對(duì)接收到的各個(gè)分割后圖像進(jìn)行單獨(dú)的分析處理，根據(jù)分析處理結(jié)果判斷圖像是否符合要求或者將結(jié)果輸出；4)處理完成后，計(jì)算機(jī)根據(jù)需要，將各分割后的圖像分別壓縮后保存；或?qū)⒏鞣指詈蟮膱D像壓縮后合并為一幅圖像保存；或?qū)⒏鞣指詈髨D像合并后壓縮保存；或直接將各分割圖像保存。
11.如權(quán)利要求2所述的采用高速圖像采集和處理裝置的圖像處理方法，其特征是，1)圖像采集；2)對(duì)圖像進(jìn)行分割按照像素列進(jìn)行圖像分割；并在分割時(shí)在相鄰兩分割圖像間建立一個(gè)共享區(qū)域，共享區(qū)域的圖像既屬于其左邊相鄰的區(qū)域，也屬于右邊相鄰的區(qū)域；3)各計(jì)算機(jī)根據(jù)所需的工作，對(duì)接收到的各個(gè)分割后圖像進(jìn)行分析處理，根據(jù)分析處理結(jié)果判斷圖像是否符合要求或者將結(jié)果輸出；4)處理完成后，計(jì)算機(jī)根據(jù)需要，將各分割后的圖像分別壓縮后保存；或?qū)⒏鞣指詈蟮膱D像壓縮后合并為一幅圖像保存；或?qū)⒏鞣指詈髨D像合并后壓縮保存；或直接將各分割圖像保存。
12.如權(quán)利要求10或11所述的采用高速圖像采集和處理裝置的圖像處理方法，其特征是，在對(duì)圖像進(jìn)行分割時(shí)，如將圖像分割為三部分以上，則以原始圖像的水平方向的分辨率為《，將原始圖像分為η個(gè)部分；分割后圖像的水平方向分辨率分別為&、x2.....共享區(qū)域或者重疊區(qū)域的寬度分別為屯、d2、. . . Cllri ；分割后的圖像與分割前的圖像在分辨率上的
13.如權(quán)利要求10或11所述的采用高速圖像采集和處理裝置的圖像處理方法，其特征是，所述各子處理器都有相應(yīng)的存儲(chǔ)器用于緩存圖像數(shù)據(jù)以及圖像處理過程中所需要的數(shù)據(jù)；圖像處理的算法包括圖像預(yù)處理和圖像后處理兩個(gè)階段；其中圖像預(yù)處理包括濾波和二值化圖像處理算法；子處理器對(duì)預(yù)處理之后的圖像進(jìn)行圖像后處理；圖像后處理包含光學(xué)字符識(shí)別OCR、條碼識(shí)別或者特征匹配；其中光學(xué)字符識(shí)別用于車牌識(shí)別、標(biāo)簽識(shí)別領(lǐng)域；條碼識(shí)別用于識(shí)別一維和二維條碼；特征匹配包括形狀匹配、顏色匹配和預(yù)定義模式匹配，用于印刷質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種算法簡單、高效而且成本低的高速圖像采集和處理方法和裝置，包括圖像處理的硬件結(jié)構(gòu)、圖像分割方法、圖像處理算法和圖像合成方法。它包括圖像傳感器，圖像傳感器與圖像傳感器控制電路連接，圖像傳感器與圖像采集和分割模塊連接，圖像采集和分割模塊則與接口電路連接，接口電路與計(jì)算機(jī)連接；圖像傳感器控制電路還分別與圖像采集和分割模塊及接口電路連接。與多圖像傳感器的系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)的安裝和使用更加方便，而且成本也更低。
文檔編號(hào)G06T1/00GK102509255SQ201110329269
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者莊佑華 申請(qǐng)人:蘇州百濱電子科技有限公司