資料介紹
機器視覺色選系統(tǒng)是集光、電、氣、機及圖像處理為一體的智能化分選設備,一般分為黑白色選系統(tǒng)和彩色色選系統(tǒng)。目前,彩色色選系統(tǒng)通常采用計算機作為圖像處理的核心,該系統(tǒng)具有體積大、篩選效率低的缺點。隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人們對于彩色色選系統(tǒng)的分辨能力、識別精度和篩選效率提出了越來越高的要求。本文研究基于機器視覺的嵌入式色選系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng)具有集成度高、實時性好、功耗低、可靠性高的特點,將其應用于彩色色選系統(tǒng)具有廣闊的應用前景。
本文以DALSA 的彩色線陣CCD 相機為傳感元件,以FPGA XC3S500E 和DSP TMS320DM6437 為處理核心,設計圖像采集單元、圖像處理單元、圖像顯示單元和篩選執(zhí)行單元,完成彩色色選系統(tǒng)的嵌入式平臺設計。采用FPGA IP 核技術(shù)構(gòu)造雙口RAM,實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)存儲與讀取的分離控制。設計FPGA與DSP 的EMIF 通信接口,通過VHDL 語言編程實現(xiàn)FPGA 與DSP 的數(shù)據(jù)交換。編寫VGA 顯示電路的驅(qū)動程序,以640 480 的分辨率顯示相機所采集的彩色圖像。
以破損花生為試驗對象,采用仿真工具MATLAB 研究有關的圖像處理算法,包括以下幾個方面:采用RGB 顏色模型統(tǒng)計和分析圖像中不同區(qū)域的像素值,據(jù)此實現(xiàn)破損區(qū)域和花生顆粒的識別;研究不同的圖像濾波算法,選取
并改進中值濾波算法,實現(xiàn)圖像中脈沖類噪聲的濾除。采用形態(tài)學運算,消除圖像中的點狀和孔狀噪聲,平滑物體邊界輪廓。采用8 鄰域鏈碼算法實現(xiàn)花生的輪廓檢測,識別花生顆粒并計算每粒花生的破損面積。同時根據(jù)輪廓線坐標計算花生的周長、面積、長短軸、形心等幾何參數(shù)。
在嵌入式機器視覺色選系統(tǒng)上,移植與測試圖像處理算法。建立CCS 工程,并配置工程文件,采用C 語言編寫破損區(qū)域檢測、中值濾波、形態(tài)學運算和連通域檢測的程序。通過編寫的程序處理工業(yè)相機采集的圖像,測試每個程序的處理效果和運行時間。最后,實現(xiàn)兩種破損檢測算法,并根據(jù)試驗結(jié)果分析兩種算法的適用范圍。
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