基于FPGA的玻璃缺陷圖像采集預處理系統(tǒng)設計.pdf

1、玻璃在生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生各種各樣的缺陷，比如：氣泡、條紋和結石。這些缺陷都是在熔制過程中發(fā)生的。對于玻璃缺陷的允許程度，取決于該制品的用途。一般來說，不允許玻璃中有大量的明顯的缺陷，否則會影響玻璃的外觀質(zhì)量，降低玻璃的透光性，機械強度和熱穩(wěn)定性，造成大量的廢品和次品。 本文首先分析了玻璃缺陷采集處理系統(tǒng)的現(xiàn)狀，比較FPGA、DSP和ASIC三種芯片作為圖像采集處理系統(tǒng)核心芯片的優(yōu)缺點，結合項目背景和需求，提出基于FPGA的圖像采

2、集處理系統(tǒng)的整體方案。該方案中各個外圍接口的控制邏輯、芯片控制邏輯、算法處理模塊均由FPGA實現(xiàn)。接著詳細介紹了玻璃缺陷檢測中圖像預處理系統(tǒng)的設計方案，實現(xiàn)了具有前端視頻采集、圖像預處理功能的FPGA子系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用Altera公司的FPGA芯片作為中央處理器，由圖像采集模塊、異步FIFO模塊、圖像幀存儲控制模塊、圖像低級處理模塊、通信接口模塊和FPGA配置電路組成。其中圖像傳感器OV9121在FPGA控制下負責圖像采集，兩片SDRA

3、M作為視頻圖像的緩存，采樣控制和濾波算法在FPGA內(nèi)部實現(xiàn)。 在本文中圖像采集部分包括OV9121初始化模塊、采樣控制模塊和SDRAM控制模塊。初始化模塊主要是根據(jù)設計要求，設定OV9121的工作模式、圖像的分辨率、幀頻等參數(shù)；采樣控制模塊主要提供OV9121采集圖像需要的控制信號；SDRAM控制模塊主要負責緩存OV9121輸出的圖像數(shù)據(jù)，并將圖像數(shù)據(jù)送FPGA濾波模塊處理。 本文最后對常見圖像預處理算法做出分析，包括圖