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基于CMOS图像传感器的高速印刷机图像监控系统
资料介绍
在分析和研究了传统的印刷监控设备的基础上，本文提出了一种基于CMOS图像传感器的高速印刷机图像监控系统。印刷品在印刷过程中需要进行实时在线监控以保证印刷质量和效率，而传统的印刷图像监控系统已经不能适应高速、高质量的印刷需求。 本系统采用高分辨率、高性价比的CMOS图像传感器取代传统的模拟信号输出的CCD摄像头，通过图像传感器的电子快门实现了印刷品的高速摄像。在分析了传感器输出时序基础上，通过CPLD的逻辑控制获取了高速输出的图像数据。 系统在选取合适的插值算法后实现了彩色图像的重建，通过在光路上增加红外截止滤镜，同时在彩色图像处理中加入颜色校正矩阵，真实地复现了被摄物体的色彩。 本系统以高速单片机做为核心处理器，以USB2.0做为数据传输接口，构建了一种嵌入式的图像采集系统以取代传统的图像采集卡，从而简化了系统设计，缩短了开发周期，系统的兼容性增强且易于连接。 论文首先介绍了监控系统的构成和工作原理，探讨了系统方案和关键器件的选择，重点介绍了CMOS图像传感器的结构和性能特点，及其在本系统中的具体应用，深入研究了颜色插值和图像色彩校正矩阵等算法。同时，本文还介绍了照明光源和成像物件光学系统的设计，以及系统硬件电路的设计和软件实现。本课题在印刷机速度为5m/s时，在100mm×100mm的画面可察视范围内，图像的检测分辨率可达到0.1mm，每秒种可采集并显示一幅百万象素的高清晰数字图像，并达到了较真实的色彩表现效果。该系统目前已经安装在高速印刷机上使用，结果表明：本文所设计的系统不仅降低了印刷监控设备的成本，同时也提高了印刷机的速度和印刷质量，具有较大的社会经济效益。
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