·330◆ 北京科技大学学报 2002年第3期 的考验.本系统在总体设计上采用并行计算系 统，从硬件上保证系统的实时数据处理能力.同 时在软件设计上也需要采用特殊的方法，保证 系统的实时数据处理能力.图3是系统的软件 流程图. 从图3可以看到，系统的数据处理通过“实 时处理”与“准时处理”2种方式来进行，这2种 处理方式在2个不同级别的线程中实现，其中 图2摄像头的安装方式 “实时处理”的线程级别高，需要CPU进行实时 Fig.2 Installation of cameras 处理，而“准时处理”的线程级别低，可以在CPU 离开. 有空闲的时候进行处理 由摄像头摄取的视频图像信号传送给并行 计算机系统，并由并行计算系统中对图像进行 处理和分析，得到缺陷检测和识别的结果.并行 图像数字化 目标检测 计算系统中采用了多个CPU同步工作的方式， 实时处理 信 每个CPU单独对每个摄像头采集到的图像进 准时处理 缺陷检测 行处理和分析.通过这种并行计算方式可大大 提高系统的数据处理能力，保证系统的在线检 检测控制 缺陷识别 测要求.并行计算机系统中有输入被检测物体 运动速度的接口，以便系统根据物体的运动速 控制信息 缺陷信息 度来调整图像采集速度，保证采集到的表面图 服务器 像不重叠.并行计算系统放置在检测装置的附 图3系统的软件流程图 近，以便保证数据传输的可靠性 Fig.3 Flow chart of software of the system 并行计算系统得到的缺陷尺寸、部位、类 “实时处理”方式包含2个步骤：“图像数字 型、等级等信息传递给服务器.由于并行计算系 化”和“目标检测”.“图像数字化”的目的是将 统中的每个CPU是对每个摄像头单独处理的 摄像头采集到的视频图像通过采样和量化转化 结果，因此传递给服务器的缺陷信息是对单个 为数字图像，并且传送给CPU,以便进行处理 摄像头采集到的图像的处理结果.如果缺陷分 “目标检测”的目的是检测图像中是否存在着缺 布在不同摄像头采集到的图像中的话，那么需 要在服务器中对这些缺陷进行合并.缺陷保存 陷，以便决定该图像是否需要进一步处理.如果 图像中不存在缺陷的话，就不需要对这幅图像 在服务器的数据库中，并且可根据需要进行统 作进一步处理；如果图像中存在缺陷的话，就把 计分析和更新维护 这幅图像放入到计算机的缓冲区中.“图像数字 通过控制台可以得到服务器中缺陷检测和 化”和“目标检测”2个步骤需要实时完成，因此 识别的结果，以便生产人员采取相应策略，避免 它们被放置在“实时处理”线程中.并且，“目标 表面缺陷的继续产生 检测”中所用的算法比较简单，只是检测图像中 2系统的软件设计 是否存在缺陷. 放入缓冲区中的图像需要进一步的处理， 软件设计是系统的关键。系统用于在线检 以便确定缺陷所在的区域，并且对缺陷进行分 测，因此需要对数据进行实时处理.系统中用的 类和分级，这些通过“缺陷检测”和“缺陷识别” CCD摄像头的采集速度为50场/s,1场的像素 2个步骤实现.由于这些图像已经被放人缓冲 为768×277，每个像素的灰度级为256级.因此 区中，只要缓冲区不溢出的话，就可以随时把这 需要在0.02s之内完成一幅像素为768×277×8 些图像调出来加以处理.因此“缺陷检测”和“缺 bits图像的所有处理任务，包括缺陷的检测和缺 陷识别”2个步骤不需要实时完成，可以在CPU 陷的识别，这对系统的数据处理能力是一极大 有空闲的时候进行，这2个步骤可以放置在“准