基于CMOS图像传感器的错帖检测仪研究

摘要

随着印刷技术的进步，印后加工设备向着多功能、全自动、自动检测的方向发展。错帖检测仪是自动装订机上一种自动化检测设备，用于套帖时检测书帖中的错帖、倒帖、空白帖。错帖检测仪大大提高了装订的质量，提高了生产效率，降低了生产成本。目前，针对原有光电式错帖检测仪对小字号文字书帖误检率偏高的状况，国内自动装订机生产厂家要求研发一套检测效果更好的新型错帖检测仪。 本文将视觉检测技术用于错帖检测仪，研究了一种基于CMOS图像传感器的新型错帖检测仪。该研究在介绍了开发新型错帖检测仪意义的基础上，从机器视觉技术的发展概况和图像传感器的概况来阐明了开发基于CMOS图像传感器的错帖检测仪的可行性。该研究通过图像采集实验系统的软硬件研究为新型错帖检测仪的图像采集系统做了一定的技术准备。此后，重点介绍了这种新型错帖检测仪的设计方案及光学系统和软硬件部分，并通过对图像匹配理论的研究，找到了一种较适合的错帖算法。通过实验室和工业现场实验，结果表明系统能够完成系统设计功能，基本达到了设计目标。本文还针对实验中发现的不足，指出了需要进一步改进的地方，为系统的完善提出了一些建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2机器视觉及其应用

1.2.1机器视觉简介

1.2.2视觉检测原理

1.2.3机器视觉的应用

1.3图像传感器简介

1.3.1 CCD图像传感器

1.3.2 CMOS图像传感器

1.3.3 CCD和CMOS图像传感器的比较

1.4论文的主要工作

第2章基于单片机的图像采集试验系统设计

2.1引言

2.2系统设计方案

2.3图像传感器HV7131D简介

2.3.1 HV7131D特点

2.3.2 HV7131D的输出控制时序

2.3.3 HV7131D的配置

2.4系统硬件设计

2.4.1单片机ATmega128简介

2.4.2电源模块设计

2.4.3图像采集电路

2.4.4通讯模块电路

2.5单片机开发平台及软件设计

2.5.1单片机开发平台

2.5.2单片机程序

2.6实验结果

2.7本章小结

第3章基于DSP的错帖检测仪硬件设计

3.1引言

3.2系统设计方案

3.2.1系统功能分析

3.2.2系统设计方案

3.3仪器面板设计

3.3.1仪器面板功能设计

3.3.2仪器面板系统组成

3.4成像光学系统设计

3.4.1光学系统设计

3.4.2镜头选择

3.4.3光源及曝光控制

3.5系统硬件电路介绍

3.5.1 MT9V022介绍

3.5.2 DSP基本系统

3.5.3电源系统设计

3.5.4图像采集模块

3.5.5 CPLD

3.5.6异步串口

3.6本章小结

第4章错帖算法研究与软件实现

4.1引言

4.2图像预处理

4.2.1图像灰度映射

4.2.2图像二值化

4.2.3直方图

4.3图像匹配

4.3.1问题分析

4.3.2特征提取

4.3.3图像匹配

4.4错帖算法研究

4.4.1灰度图像错帖算法

4.4.2黑白图像错帖算法

4.5软件设计

4.5.1 DSP开发平台

4.5.2软件总体流程图

4.5.3命令格式约定及串口中断服务函数

4.5.4 DSP配置及系统初始化

4.5.5图像采集与数据读取

4.5.6算法举例

4.6本章小结

第5章系统性能及实验结果

5.1仪器功能

5.2实验结果及改进方案

5.2.1实验结果

5.2.2改进方案

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢