图像采集、传输和存储系统及方法与流程

本发明涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种图像采集、传输和存储系统以及图像采集、传输和存储方法。

背景技术：
进口清分机采集和传输数据过程如图1所示：首先使用相机采集数据，然后通过专用电缆（比如DER差分信号）传输至图像处理系统，图像处理系统将5个通道的图像合成数据，并存放至内存。进口清分机的优点是解析可以用于显示图像，也可存储图像，但无法进行数据连续存储也无法连续存图。国产挑残机采集和传输数据过程如图2所示：首先通过相机采集到图像数据后，然后使用千兆网传输图像，但是没将3个通道的图像合成数据，所以容易导致三个传感器采集到的数据内容不同步，不便于数据的检索，检测效率易受到影响。并且使用三台服务器工作，硬件结构复杂，成本较高。因此，需要一种新的图像传输技术，能够通过千兆网传输图像数据，并能将图像数据进行合并处理，并实现了数据同步和连续存储，简化了硬件结构。

技术实现要素：
本发明正是基于上述问题，提出了一种图像传输技术，能够通过千兆网传输图像数据，并能将图像数据进行合并处理，实现了数据同步和连续存储，简化了硬件结构。有鉴于此，本发明提出了一种图像采集、传输和存储系统，包括：图像采集单元，用于实时采集多个通道中每个通道的图像数据；结构定义单元，用于根据千兆网数据性质，定义所述每个通道的图像数据的结构，以及传输过程数据的结构；数据传输单元，用于通过千兆网传输所述每个通道的图像数据；完整性验证单元，用于根据预设结构文件验证每个通道的图像数据的完整性；一致性验证单元，用于根据验证码验证所述每个通道的图像数据的一致性；图像合成单元，用于在所述每个通道的图像数据与所述验证码相符时，将所述多个通道的图像数据合成为数据包；存储单元，用于通过异步设备I/O和内核同步技术，连续地、实时地存储所述数据包。在该技术方案中，通过千兆网传输每个通道的图像数据，提高了传输的可靠性和距离，并且能够将多个通道的图像数据进行合并，从而可以成套（背面、正面、透视）的方式连续实时存储图像数据。既能满足样张学习和离线模拟检测的要求，也能为新工艺提供图像原始数据。同时，通过结合千兆网数据传输特点和具体应用来定义包含原始图像数据、过程数据等数据的结构，由于千兆网带宽很高，保证了原始数据不失真和图像数据能成套，又能达到数据满帧传输，提高了网络传输效率。并且可以根据预设结构文件中的文件头来验证每个通道的图像数据的完整性，对于通过了完整性验证的图像数据，再通过验证码验证图像数据内容的一致性（关联性），以确保每个通道的数据内容保持一致，从而在存储过程中，对于内容一致的数据完成连续、高速、实时地存储，而通过异步设备I/O和内核同步技术，可以实现海量数据的实时连续存储。在上述技术方案中，优选地，所述图像采集单元通过Y型双节点将所述每个通道的图像数据输出至所述数据传输单元。在该技术方案中，在输出采集到的图像数据时，两个节点互为备份与补充，当网络出现波动时，未来得及发送出去的图像和图像处理结果可以在输出端硬件中加以缓存，避免出现传输错误。在上述技术方案中，优选地，所述数据传输单元在已存在的TCP/IP连接的基础上，采用点对点直连方式传输所述每个通道的图像数据。在该技术方案中，可以降低网络侦听碰撞，消除中间过程的网络延时,并根据具体外围设备特性，定义数据包长度,提高网络传输速度。在上述技术方案中，优选地，所述图像采集单元还用于通过内部编码机制，对多通道的图像数据进行边界识别和内容同步的验证。在上述任一项技术方案中，优选地，所述图像采集单元用于建立环形内存，并通过多通道、多线程方式实时采集所述每个通道的图像数据。本发明还提出了一种图像采集和传输方法，包括：步骤202，实时采集多个通道中每个通道的图像数据，根据千兆网数据性质，定义所述每个通道的图像数据的结构，以及传输过程数据的结构，并通过千兆网传输所述每个通道的图像数据；步骤204，根据预设结构文件验证每个通道的图像数据的完整性，根据验证码验证所述每个通道的图像数据的一致性，若所述每个通道的图像数据与所述验证码相符，则将所述多个通道的图像数据合成为数据包；步骤206，通过异步设备I/O和内核同步技术，连续地、实时地存储所述数据包。在该技术方案中，通过千兆网传输每个通道的图像数据，提高了传输的可靠性和距离，并且能够将多个通道的图像数据进行合并，从而可以成套（背面、正面、透视）的方式连续实时存储图像数据。既能满足样张学习和离线模拟检测的要求，也能为新工艺提供图像原始数据。同时，通过结合千兆网数据传输特点和具体应用来定义包含原始图像数据、过程数据等数据的结构，由于千兆网带宽很高，保证了原始数据不失真和图像数据能成套，又能达到数据满帧传输，提高了网络传输效率。并且可以根据预设结构文件中的文件头来验证每个通道的图像数据的完整性，对于通过了完整性验证的图像数据，再通过验证码验证图像数据内容的一致性（关联性），以确保每个通道的数据内容保持一致，从而在存储过程中，对于内容一致的数据完成连续、高速、实时地存储，而通过异步设备I/O和内核同步技术，可以实现海量数据的实时连续存储。在上述技术方案中，优选地，所述步骤202还包括：通过Y型双节点将所述每个通道的图像数据输出至千兆网。在该技术方案中，在输出采集到的图像数据时，两个节点互为备份与补充，当网络出现波动时，未来得及发送出去的图像和图像处理结果可以在输出端硬件中加以缓存，避免出现传输错误。在上述技术方案中，优选地，所述步骤202还包括：通过千兆网传输所述每个通道的图像数据时，在已存在的TCP/IP连接的基础上，采用点对点直连方式进行传输。在该技术方案中，可以降低网络侦听碰撞，消除中间过程的网络延时,并根据具体外围设备特性，定义数据包长度,提高网络传输速度。在上述技术方案中，优选地，所述步骤202还包括：采用内部编码机制，对多通道的图像数据进行边界识别和内容同步的验证。在上述任一技术方案中，优选地，所述步骤202还包括：建立环形内存，并通过多通道、多线程方式实时采集所述每个通道的图像数据。通过以上技术方案，可以通过千兆网传输图像数据，并能将图像数据进行合并处理，实现了数据同步和连续存储，简化了硬件结构。附图说明图1示出了相关技术中进口清分机采集和传输图像数据的示意图；图2示出了相关技术中国产挑残机采集和传输图像数据的示意图；图3示出了根据本发明的实施例的图像采集、传输和存储系统的框图；图4示出了根据本发明的实施例的图像采集、传输和存储方法的流程图；图5示出了根据本发明的实施例的图像采集、传输和存储系统传输图像数据的示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。图3示出了根据本发明的实施例的图像采集、传输和存储系统的框图。如图3所示，根据本发明的实施例的图像采集、传输和存储系统100包括：图像采集单元102，用于实时采集多个通道中每个通道的图像数据；结构定义单元104，用于根据千兆网数据性质，定义每个通道的图像数据的结构，以及传输过程数据的结构；数据传输单元106，用于通过千兆网传输每个通道的图像数据；完整性验证单元114，用于根据预设结构文件验证每个通道的图像数据的完整性；一致性验证单元108，用于根据验证码验证每个通道的图像数据的一致性；图像合成单元110，用于在每个通道的图像数据与所述验证码相符时，将多个通道的图像数据合成为数据包；存储单元112，用于通过异步设备I/O和内核同步技术，连续地、实时地存储数据包。通过千兆网传输每个通道的图像数据，提高了传输的可靠性和距离，并且能够将多个通道的图像数据进行合并，从而可以成套（背面、正面、透视）的方式连续实时存储图像数据。既能满足样张学习和离线模拟检测的要求，也能为新工艺提供图像原始数据。同时，通过结合千兆网数据传输特点和具体应用来定义包含原始图像数据、过程数据等数据的结构，由于千兆网带宽很高，保证了原始数据不失真和图像数据能成套，又能达到数据满帧传输，提高了网络传输效率。并且可以根据预设结构文件中的文件头来验证每个通道的图像数据的完整性，对于通过了完整性验证的图像数据，再通过验证码验证图像数据内容的一致性（关联性），以确保每个通道的数据内容保持一致，从而在存储过程中，对于内容一致的数据完成连续、高速、实时地存储，而通过异步设备I/O和内核同步技术，可以实现海量数据的实时连续存储。优选地，图像采集单元102通过Y型双节点将每个通道的图像数据输出至数据传输单元106。在输出采集到的图像数据时，两个节点互为备份与补充，当网络出现波动时，未来得及发送出去的图像和图像处理结果可以在输出端硬件中加以缓存，避免出现传输错误。优选地，数据传输单元106在已存在的TCP/IP连接的基础上，采用点对点直连方式传输每个通道的图像数据。可以降低网络侦听碰撞，消除中间过程的网络延时，并根据具体外围设备特性，定义数据包长度，提高网络传输速度。优选地，图像采集单元102还用于通过内部编码机制，对多通道的图像数据进行边界识别和内容同步的验证。优选地，图像采集单元102用于建立环形内存，并通过多通道、多线程方式实时采集每个通道的图像数据。图4示出了根据本发明的实施例的图像采集、传输和存储方法的流程图。如图4所示，根据本发明的实施例的图像采集、传输和存储方法包括：步骤202，实时采集多个通道中每个通道的图像数据，根据千兆网数据性质，定义每个通道的图像数据的结构，以及传输过程数据的结构，并通过千兆网传输每个通道的图像数据；步骤204，根据预设结构文件验证每个通道的图像数据的完整性，根据验证码验证每个通道的图像数据的一致性，若每个通道的图像数据与所述验证码相符，则将多个通道的图像数据合成为数据包；步骤206，通过异步设备I/O和内核同步技术，连续地、实时地存储数据包。通过千兆网传输每个通道的图像数据，提高了传输的可靠性和距离，并且能够将多个通道的图像数据进行合并，从而可以成套（背面、正面、透视）的方式连续实时存储图像数据。既能满足样张学习和离线模拟检测的要求，也能为新工艺提供图像原始数据。同时，通过结合千兆网数据传输特点和具体应用来定义包含原始图像数据、过程数据等数据的结构，由于千兆网带宽很高，保证了原始数据不失真和图像数据能成套，又能达到数据满帧传输，提高了网络传输效率。并且可以根据预设结构文件中的文件头来验证每个通道的图像数据的完整性，对于通过了完整性验证的图像数据，再通过验证码验证图像数据内容的一致性（关联性），以确保每个通道的数据内容保持一致，从而在存储过程中，对于内容一致的数据完成连续、高速、实时地存储，而通过异步设备I/O和内核同步技术，可以实现海量数据的实时连续存储。优选地，步骤202还包括：通过Y型双节点将每个通道的图像数据输出至千兆网。在输出采集到的图像数据时，两个节点互为备份与补充，当网络出现波动时，未来得及发送出去的图像和图像处理结果可以在输出端硬件中加以缓存，避免出现传输错误。优选地，步骤202还包括：通过千兆网传输每个通道的图像数据时，在已存在的TCP/IP连接的基础上，采用点对点直连方式进行传输。可以降低网络侦听碰撞，消除中间过程的网络延时，并根据具体外围设备特性，定义数据包长度，提高网络传输速度。优选地，步骤202还包括：采用内部编码机制，对多通道的图像数据进行边界识别和内容同步的验证。优选地，步骤202还包括：建立环形内存，并通过多通道、多线程方式实时采集每个通道的图像数据。图5示出了根据本发明的实施例的图像采集、传输和存储系统传输图像数据的示意图。如图5所示，首先通过传感器（比如相机）采集多个通道的图像数据，可以包括：正面图像、背面图像和透视图像。然后传感器将采集到的图像输出，通过千兆网传输至图像处理系统502，图像处理系统502将多个通道的图像数据合成为数据包，最后将数据包存储至内存504中，其中每个数据包中的图像数据经过编码验证，内容一致，存储过程中可以连续、高速、实时地存储。从内存504中解析出的图像数据，可以用于显示，也可存储，并支持数据连续存储。进一步通过异步设备I/O和内核同步技术，可以实现海量图像数据以成套（背、正、透）的方式连续实时存储，既能满足样张学习和离线模拟检测的要求，也能为新工艺提供图像原始数据。其中，在传输图像数据之前，首先定义数据结构。结合千兆网数据传输特点和具体应用，定义包含原始图像数据、过程数据、Blob数据以及通道检测结论在内的数据结构。该结构既能保证原始数据不失真，检测过程能重现，图像数据能成套，又能达到数据满帧传输，提高网络传输效率；同时，成套数据长度是系统内存粒度和硬盘扇区大小的整数倍，实现高速存储。通过千兆网传输图像数据可以采用点对点直连结构。为提高数据传输效率，提高传感器和图像实时采集与存储系统的性能，保证数据不丢失，在建立TCP/IP连接的基础上，采用点对点直连方式，可以大大降低网络侦听碰撞，消除中间过程的网络延时。通过多线程实时采集和约束同步。一张产品背、正、透对应的图像数据不是在同一时间到达采集端，同时，单通道上网络传输存在抖动。采用多线程、多通道和环形内存等技术，可以实现数据的实时采集，具体的多线程如表1所示：表1同时采用弱约束同步技术，实现图像数据的成套采集、成套存放和成套转发；采用内部编码机制，对多通道的图像数据进行边界识别和内容同步的验证。以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，进口清分机无法进行数据连续存储也无法连续存图，而国产挑残机无法将多个通道的图像合成。通过本发明的技术方案，能够通过千兆网传输图像数据，并能将图像数据进行合并处理，并实现了数据同步和连续存储，简化了硬件结构。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。