基于FPGA的音膜音質(zhì)檢測(cè)方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、各種小型的音響設(shè)備,如隨身聽(tīng)、移動(dòng)電話(手機(jī))等產(chǎn)品設(shè)備的需求不斷增加,其產(chǎn)品的生產(chǎn)加工及其檢測(cè)就成為了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的一大因素。其音質(zhì)的好壞直接由構(gòu)成揚(yáng)聲器的重要部件音膜決定。音膜由振膜和音圈構(gòu)成,振膜和音圈的同心度是影響其性能指標(biāo)的一個(gè)重要因素。但目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟的音膜音質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng),尚采用純?nèi)斯ひ曈X(jué)或人工視覺(jué)與機(jī)械光學(xué)儀器相結(jié)合的方法。各揚(yáng)聲器生產(chǎn)廠家大多借用影像投影儀(也稱(chēng)影像測(cè)試儀)通過(guò)對(duì)音膜的振膜和音圈的內(nèi)外圓邊緣的圓形提取,進(jìn)行

2、同心度的間接測(cè)量。這些測(cè)量方法都是在靜止?fàn)顟B(tài)下的單個(gè)測(cè)試,無(wú)法對(duì)生產(chǎn)線上每片音膜進(jìn)行逐一檢測(cè)。所以,揚(yáng)聲器生產(chǎn)廠家現(xiàn)行的檢測(cè)辦法是分批次抽樣檢測(cè),或者只對(duì)模具進(jìn)行檢測(cè)。
　　 為填補(bǔ)該空白,本課題研究的基于FPGA的音膜音質(zhì)檢測(cè)方法,采用機(jī)器視覺(jué)、圖像處理、可編程邏輯器件等技術(shù),實(shí)現(xiàn)音膜音質(zhì)的高速高精度低成本檢測(cè)。能夠有效剔除不合格的音膜,檢測(cè)可靠性高,具有較低的漏報(bào)警率(escape rates)和誤報(bào)警率(false ala

3、rm),剔除不合格產(chǎn)品高識(shí)別率,從而保證揚(yáng)聲器的音質(zhì),提高揚(yáng)聲器的合格率,降低生產(chǎn)成本,有利于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益和在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
　　 本文主要的研究?jī)?nèi)容可歸納如下:
　　 (一)高速高精度音膜音質(zhì)檢測(cè)硬件解決方案的研究通過(guò)分析研究音膜音質(zhì)檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外研究背景及現(xiàn)狀,提出了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件FPGA技術(shù)的音膜音質(zhì)檢測(cè)的整體方案。
　　 (二)音膜音質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)硬件平臺(tái)的搭建應(yīng)用模塊化的硬件設(shè)計(jì)方法

4、,構(gòu)建了基于FPGA的音膜音質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。該系統(tǒng)主要由圖像采集模塊、I2C配置模塊、幀存控制模塊、圖像處理模塊及VGA顯示模塊等組成,較好地解決了圖像采集、存儲(chǔ)、處理和顯示的問(wèn)題,并為以后系統(tǒng)功能的擴(kuò)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　 (三)基于FPGA的音膜音質(zhì)檢測(cè)算法的研究結(jié)合機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù),圖像處理技術(shù),現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA技術(shù)等,針對(duì)音膜的具體特征,研究出一套圖像處理算法,在對(duì)使用的圖像處理算法進(jìn)行原理分析的基礎(chǔ)上

5、,對(duì)各算法進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)利用FPGA并行處理數(shù)據(jù)的特點(diǎn),采用模塊化的設(shè)計(jì)方法,利用硬件描述語(yǔ)言Verilog語(yǔ)言,對(duì)音膜音質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中用到的包括圖像灰度轉(zhuǎn)換、閾值分割與二值化、圖像濾波、邊緣檢測(cè)、曲線擬合等算法進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；利用MATLAB輔助FPGA的邏輯設(shè)計(jì),采用ModelSim與MATLAB聯(lián)合仿真；對(duì)Hough圓檢測(cè)和同心度計(jì)算,由于存在復(fù)雜的浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算,故采用MATLAB軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),利用MATLAB軟件中嵌入