包裝印刷品實時圖像在線檢測系統(tǒng)軟件的設計

盧國珍 楊嵐

摘要

采用VS2008為編程軟件，硬件運行環(huán)境采用工控級，可用于向實時圖像檢測設備提供預先輸入的印品檢測要求，控制啟動檢測過程，收集檢測結果信息并展示給操作用戶，提供檢測結果的統(tǒng)計分析功能，顯示實時圖像檢測設備的運行狀態(tài)的一個獨立在線檢測系統(tǒng)軟件。給出了相關設計思路與軟件實現(xiàn)的流程。

【關鍵詞】包裝印刷 實時圖像 在線檢測 軟件開發(fā)

1 概述

包裝印刷品實時圖像在線檢測系統(tǒng)軟件主要面向各類高端包裝印刷產(chǎn)品質(zhì)量在線自動檢測監(jiān)控管理，適用于各類對包裝印刷產(chǎn)品缺陷的識別和質(zhì)量檢測具有較高要求的包裝印刷及其他印刷品在線質(zhì)量檢測、管理領域。

其工作原理主要是可通過實時圖像檢測設備提供預先輸入的印品檢測要求，控制啟動檢測過程，收集檢測結果信息并展示給操作用戶，提供檢測結果的統(tǒng)計分析功能，顯示實時圖像檢測設備的運行狀態(tài)。

2 總體架構設計與功能需求分析

包裝印刷品實時圖像在線檢測系統(tǒng)軟件主要由在線檢測監(jiān)控管理顯示和操作功能模塊、控制和數(shù)據(jù)模型功能模塊、在線檢測接口功能模塊、檢測結果管理數(shù)據(jù)庫、檢測結果庫、檢測模型庫等軟件功能模塊等組成。

在線檢測監(jiān)控管理顯示和操作功能模塊：實現(xiàn)顯示和操作模塊向操作人員提供操作顯示界面，操作人員可以設置檢測要求、開始檢測、查看檢測運行狀態(tài);檢測后可以查看歷史檢測結果，并對檢測結果進行管理。本模塊是整個軟件的門戶。

控制和數(shù)據(jù)模型功能模塊：用于控制和數(shù)據(jù)模型模塊提供檢測、日志、系統(tǒng)狀態(tài)相關的數(shù)據(jù)表達定義，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)業(yè)務分析、與下位機交互過程控制等處理事務。該模塊是整個軟件的核心。

在線檢測接口功能模塊：負責與下位機進行通信，控制檢測過程，收集檢測結果。

檢測結果管理數(shù)據(jù)庫：以關系數(shù)據(jù)庫的形式存放每次檢測的總體信息，提供基于SQL的數(shù)據(jù)查詢、分析功能。

檢測結果庫：以文件系統(tǒng)的方式，存放檢測結果的詳盡內(nèi)容，包括每個缺陷條目、所有缺陷圖片。

檢測模型庫：該檢測模型庫中的數(shù)據(jù)由檢測質(zhì)量要求建模軟件生成。在線檢測監(jiān)控管理軟件會從該庫中提取檢測模型下發(fā)給下位機，用于后續(xù)檢測。

3 各功能模塊軟件功能設計

依據(jù)上述需求分析，本系統(tǒng)各功能模塊軟件的功能設計為：

3.1 在線檢測監(jiān)控管理顯示和操作軟件功能模塊

該功能模塊由一系列窗口和業(yè)務控件面板組成。

業(yè)務窗口功能模塊：它是一個可獨立打開關閉的界面，其由業(yè)務面板和界面操作控件組成，按用戶操作的需要，把一些業(yè)務功能面板組合在一起。

業(yè)務控件面板功能模塊：它則是一組顯示和操作特定業(yè)務數(shù)據(jù)的控件，這些控件可以根據(jù)需要布局在具體的業(yè)務窗口里。主要包括有實時圖定位面板、整卷概覽面板功能模塊等等。

該在線檢測監(jiān)控管理顯示和操作軟件功能模塊中，主要包括四個業(yè)務窗口功能模塊：主窗口（即在線檢測監(jiān)控窗口）、檢測結果查看窗口、檢測結果管理窗口、實時圖顯示窗口功能模塊。

主窗口界面主要業(yè)務信息，如表1所示。

檢測結果查看窗口界面主要業(yè)務信息，如表2所示。

檢測結果管理窗口界面主要業(yè)務信息，如表3所示。

位置導航面板界面主要業(yè)務信息，如表4所示。

日志面板界面主要業(yè)務信息，如表5所示。

狀態(tài)面板界面主要業(yè)務信息，如表6所示。

3.2 控制和數(shù)據(jù)模型軟件功能模塊

該控制和數(shù)據(jù)模型軟件功能模塊其功能是定義接口和存儲的在線檢測相關的數(shù)據(jù)格式，對來自下位機的檢測結果進行整理，用于界面展示，并最終存儲到數(shù)據(jù)庫。同時該功能模塊還提供對已經(jīng)存儲的檢測結果重新加載用于顯示、分析處理和交流。

3.3 在線檢測接口模塊軟件功能模塊

根據(jù)性能和功能上的差異，在該功能模塊程序中包含兩種模式的接口：命令接口、內(nèi)容接口。

命令接口用來向在線檢測子系統(tǒng)發(fā)送控制命令，接收命令處理結果，接收在線檢測子系統(tǒng)的運行狀態(tài)報告。這個接口上傳遞的是速度要求低但是信息結構復雜的信息數(shù)據(jù)。

內(nèi)容接口則是用于向在線檢測子系統(tǒng)發(fā)送和接收大容量高速度的業(yè)務數(shù)據(jù)，主要包括圖形數(shù)據(jù)和檢測結果數(shù)據(jù)流。這個接口上傳遞的是速度要求高容量大信息結構相對簡單的數(shù)據(jù)。

命令接口模塊在此采用.NET的REMOTE技術，程序間的通信和數(shù)據(jù)打包解包由REMOTE技術支持實現(xiàn)。這里只需要設計業(yè)務相關的協(xié)議規(guī)范和應用接口。

內(nèi)容接口模塊則基于TCPIP，基于實時框架中提供的鏈路管理、幀通道和字節(jié)打包解包功能進行功能開發(fā)。以提供高效的跨進程、跨設備大容量高速數(shù)據(jù)的傳遞能力。

3.4 檢測結果管理數(shù)據(jù)庫

該檢測結果管理數(shù)據(jù)庫以關系數(shù)據(jù)庫的形式存放每次檢測的總體信息，提供基于SQL的數(shù)據(jù)查詢、分析功能。采用ACCESS數(shù)據(jù)庫，以OLEDB的方式進行訪問。它包含的數(shù)據(jù)庫表有：檢測結果表、日志信息表、檢測模型表。

檢測結果表：其功能是存放檢測結果記錄，每條記錄中的字段包括：檢測結果ID、操作人員、開始時間、結束時間、檢測米數(shù)、合格率、瑕疵數(shù)量。

日志信息表則用于存放檢測日志條目，每條記錄中的字段包括：日志ID、嚴重性等級、來源、描述信息。

檢測模型表：存放已經(jīng)設計的檢測模型，每條記錄中的字段包括模型ID、模型名稱、模型類別、創(chuàng)建者、創(chuàng)建時間。

3.5 檢測結果庫

檢測結果庫它以文件系統(tǒng)的方式，存放檢測結果的詳盡內(nèi)容，包括每個缺陷條目、所有缺陷圖片。每個檢測結果存放在一個目錄內(nèi)，該目錄中，包含一個XML格式的檢測結果描述文件，包括若干個圖片包文件。

3.6 檢測模型庫

該檢測模型庫中的數(shù)據(jù)由檢測質(zhì)量要求建模軟件生成。

4 系統(tǒng)軟件硬運行環(huán)境

PC機（工控級），配置要求：

CPU芯片：不低于Intel2.4GHz，至少為4核8線程;

運行內(nèi)存：不少于4GB;

硬盤存儲器：不少于1TB。

參考文獻

[1]楊祖彬、代小紅.基于圖像配準的食品包裝印刷缺陷檢測與實現(xiàn)[J].計算機科學，2015（42）.

[2]賈志城.基于機器視覺的印刷品質(zhì)量檢測系統(tǒng)設計[J].中國包裝工業(yè)，2013（20）.