包装印刷品实时图像在线检测系统软件的设计

卢国珍 杨岚

摘要

采用VS2008为编程软件，硬件运行环境采用工控级，可用于向实时图像检测设备提供预先输入的印品检测要求，控制启动检测过程，收集检测结果信息并展示给操作用户，提供检测结果的统计分析功能，显示实时图像检测设备的运行状态的一个独立在线检测系统软件。给出了相关设计思路与软件实现的流程。

【关键词】包装印刷 实时图像 在线检测 软件开发

1 概述

包装印刷品实时图像在线检测系统软件主要面向各类高端包装印刷产品质量在线自动检测监控管理，适用于各类对包装印刷产品缺陷的识别和质量检测具有较高要求的包装印刷及其他印刷品在线质量检测、管理领域。

其工作原理主要是可通过实时图像检测设备提供预先输入的印品检测要求，控制启动检测过程，收集检测结果信息并展示给操作用户，提供检测结果的统计分析功能，显示实时图像检测设备的运行状态。

2 总体架构设计与功能需求分析

包装印刷品实时图像在线检测系统软件主要由在线检测监控管理显示和操作功能模块、控制和数据模型功能模块、在线检测接口功能模块、检测结果管理数据库、检测结果库、检测模型库等软件功能模块等组成。

在线检测监控管理显示和操作功能模块：实现显示和操作模块向操作人员提供操作显示界面，操作人员可以设置检测要求、开始检测、查看检测运行状态;检测后可以查看历史检测结果，并对检测结果进行管理。本模块是整个软件的门户。

控制和数据模型功能模块：用于控制和数据模型模块提供检测、日志、系统状态相关的数据表达定义，并实现数据存储、数据业务分析、与下位机交互过程控制等处理事务。该模块是整个软件的核心。

在线检测接口功能模块：负责与下位机进行通信，控制检测过程，收集检测结果。

检测结果管理数据库：以关系数据库的形式存放每次检测的总体信息，提供基于SQL的数据查询、分析功能。

检测结果库：以文件系统的方式，存放检测结果的详尽内容，包括每个缺陷条目、所有缺陷图片。

检测模型库：该检测模型库中的数据由检测质量要求建模软件生成。在线检测监控管理软件会从该库中提取检测模型下发给下位机，用于后续检测。

3 各功能模块软件功能设计

依据上述需求分析，本系统各功能模块软件的功能设计为：

3.1 在线检测监控管理显示和操作软件功能模块

该功能模块由一系列窗口和业务控件面板组成。

业务窗口功能模块：它是一个可独立打开关闭的界面，其由业务面板和界面操作控件组成，按用户操作的需要，把一些业务功能面板组合在一起。

业务控件面板功能模块：它则是一组显示和操作特定业务数据的控件，这些控件可以根据需要布局在具体的业务窗口里。主要包括有实时图定位面板、整卷概览面板功能模块等等。

该在线检测监控管理显示和操作软件功能模块中，主要包括四个业务窗口功能模块：主窗口（即在线检测监控窗口）、检测结果查看窗口、检测结果管理窗口、实时图显示窗口功能模块。

主窗口界面主要业务信息，如表1所示。

检测结果查看窗口界面主要业务信息，如表2所示。

检测结果管理窗口界面主要业务信息，如表3所示。

位置导航面板界面主要业务信息，如表4所示。

日志面板界面主要业务信息，如表5所示。

状态面板界面主要业务信息，如表6所示。

3.2 控制和数据模型软件功能模块

该控制和数据模型软件功能模块其功能是定义接口和存储的在线检测相关的数据格式，对来自下位机的检测结果进行整理，用于界面展示，并最终存储到数据库。同时该功能模块还提供对已经存储的检测结果重新加载用于显示、分析处理和交流。

3.3 在线检测接口模块软件功能模块

根据性能和功能上的差异，在该功能模块程序中包含两种模式的接口：命令接口、内容接口。

命令接口用来向在线检测子系统发送控制命令，接收命令处理结果，接收在线检测子系统的运行状态报告。这个接口上传递的是速度要求低但是信息结构复杂的信息数据。

内容接口则是用于向在线检测子系统发送和接收大容量高速度的业务数据，主要包括图形数据和检测结果数据流。这个接口上传递的是速度要求高容量大信息結构相对简单的数据。

命令接口模块在此采用.NET的REMOTE技术，程序间的通信和数据打包解包由REMOTE技术支持实现。这里只需要设计业务相关的协议规范和应用接口。

内容接口模块则基于TCPIP，基于实时框架中提供的链路管理、帧通道和字节打包解包功能进行功能开发。以提供高效的跨进程、跨设备大容量高速数据的传递能力。

3.4 检测结果管理数据库

该检测结果管理数据库以关系数据库的形式存放每次检测的总体信息，提供基于SQL的数据查询、分析功能。采用ACCESS数据库，以OLEDB的方式进行访问。它包含的数据库表有：检测结果表、日志信息表、检测模型表。

检测结果表：其功能是存放检测结果记录，每条记录中的字段包括：检测结果ID、操作人员、开始时间、结束时间、检测米数、合格率、瑕疵数量。

日志信息表则用于存放检测日志条目，每条记录中的字段包括：日志ID、严重性等级、来源、描述信息。

检测模型表：存放已经设计的检测模型，每条记录中的字段包括模型ID、模型名称、模型类别、创建者、创建时间。

3.5 检测结果库

检测结果库它以文件系统的方式，存放检测结果的详尽内容，包括每个缺陷条目、所有缺陷图片。每个检测结果存放在一个目录内，该目录中，包含一个XML格式的检测结果描述文件，包括若干个图片包文件。

3.6 检测模型库

该检测模型库中的数据由检测质量要求建模软件生成。

4 系统软件硬运行环境

PC机（工控级），配置要求：

CPU芯片：不低于Intel2.4GHz，至少为4核8线程;

运行内存：不少于4GB;

硬盘存储器：不少于1TB。

参考文献

[1]杨祖彬、代小红.基于图像配准的食品包装印刷缺陷检测与实现[J].计算机科学，2015（42）.

[2]贾志城.基于机器视觉的印刷品质量检测系统设计[J].中国包装工业，2013（20）.