【正文】 ，訪問速度，緩解了DSP數(shù)據(jù)瓶頸；流水處理，即對(duì)多個(gè)不同的操作進(jìn)行重疊的執(zhí)行，從而提高了DSP程序的運(yùn)行效率?；贔PGA的算法往往具有專用集成芯片的運(yùn)算處理速度，可以滿足高速圖像進(jìn)行處理的需要。具體FPGA內(nèi)部實(shí)現(xiàn)框架圖如22所示。然后通過外部電路的控制，它的每個(gè)小電容都能將其所攜帶的電荷轉(zhuǎn)移給它相鄰的電容。(3)具有單色特性。 系統(tǒng)通信模塊設(shè)計(jì)在該系統(tǒng)的通信模塊中實(shí)現(xiàn)了相機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信模塊以及FPGA和上位機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信模塊。在該電路中如果有毛刺信號(hào)的干擾，那么就會(huì)導(dǎo)致誤判起始位，為了解決干擾的問題，本文采用多次采樣表決的方式，多次表決就是當(dāng)在某個(gè)采樣周期檢測(cè)到數(shù)據(jù)的一個(gè)起始位后，系統(tǒng)不是馬上判定為一幀數(shù)據(jù)到來，而是對(duì)該信號(hào)進(jìn)行多次采樣，只有連續(xù)多次檢測(cè)到起始位才認(rèn)為是一禎數(shù)據(jù)的開始，本文采用4位表決。在本章節(jié)中選取的各個(gè)模塊都進(jìn)行了詳細(xì)的分析論證，以充分滿足設(shè)計(jì)的要求，無論是硬件的選取或者軟件結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)均與其他市場(chǎng)同類設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的比較。在邊緣檢測(cè)中通?？捎玫乃阕佑刑荻人阕?、Sobel算子和Kirsh算子。在對(duì)蓋內(nèi)注膠面檢測(cè)的同時(shí)，系統(tǒng)對(duì)旋蓋蓋邊進(jìn)行爪定位匹配和數(shù)量大小匹配，通過邊緣提取與模板進(jìn)行配準(zhǔn)以達(dá)到蓋爪質(zhì)量缺陷的檢測(cè)。 always(時(shí)鐘上升沿觸發(fā)或者重置下降沿觸發(fā)) { 初始化設(shè)置； 數(shù)據(jù)二級(jí)寄存器儲(chǔ)存；//對(duì)信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行采集。圖51 抗干擾時(shí)序仿真在圖51中，進(jìn)行了信號(hào)檢測(cè)抗干擾的仿真，其中設(shè)置iClk為50MHZ即時(shí)鐘周期為10ns，而設(shè)置iClk1的檢測(cè)信號(hào)時(shí)鐘周期為200ns，通過設(shè)置iport信號(hào)的頻率可以測(cè)試出當(dāng)計(jì)數(shù)超過10次輸出信號(hào)才會(huì)有脈沖輸出，當(dāng)設(shè)置iport信號(hào)頻率使得計(jì)數(shù)小于10的時(shí)候，oport信號(hào)沒有脈沖輸出。 展望本系統(tǒng)完成了對(duì)瓶蓋表面缺陷的實(shí)時(shí)檢測(cè)，使用較為先進(jìn)的圖像處理技術(shù)以及缺陷檢測(cè)方法，達(dá)到了設(shè)計(jì)初期所要求的功能與實(shí)現(xiàn)。歸納起來，本文完成的主要工作有:(1) 查閱了大量的有關(guān)文獻(xiàn)文獻(xiàn)，同時(shí)了解實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的技術(shù)原理以及缺陷檢測(cè)的具體實(shí)現(xiàn)方法，據(jù)此設(shè)計(jì)了適合本系統(tǒng)的基于FPGA的表面缺陷實(shí)時(shí)檢測(cè)處理系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案以及對(duì)硬件的選取。//計(jì)數(shù)超過10，輸出信號(hào)有變化。其次，通過缺陷檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了流水線在線安裝，并對(duì)其進(jìn)行了旋蓋表面的實(shí)物檢測(cè)。一般灰度圖像矩陣元素的取值范圍通常為[0，255]。若要確定旋蓋的檢測(cè)區(qū)域，則需要確定旋蓋的邊緣。本文用FPGA開發(fā)軟件Quartus II 的IPCore生成工具實(shí)現(xiàn)了一個(gè)雙端口的RAM，雙端口的RAM模塊和其外部信號(hào)接口如圖33所示。這時(shí)我們需要解決的問題是對(duì)開始位的檢測(cè)以及過濾掉有誤的開始位，這樣接收狀態(tài)機(jī)才能進(jìn)行工作。本章在硬件的選擇方面主要參考了設(shè)計(jì)要求，包括對(duì)相機(jī)的選擇、光源特點(diǎn)的分析與選擇等等。鎢光燈光照度不均勻，容易產(chǎn)生較多的熱量。 CCD上面植入的微小光敏物質(zhì)被稱作像素（Pixel）。PC機(jī)通過與FPGA上的進(jìn)行串口RS232通信協(xié)議從而將所采集的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)紽PGA硬件系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中，再經(jīng)過FPGA硬件平臺(tái)上的圖像處理算法實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的處理之后，將處理后的數(shù)據(jù)結(jié)果通過再串口傳輸?shù)絇C機(jī)上。相比而言，F(xiàn)PGA芯片可以通過定制調(diào)整提供最具實(shí)用價(jià)值且性能高、效率高的產(chǎn)品。DSP作為數(shù)據(jù)信號(hào)處理的主要芯片，是由通用CPU發(fā)展而來的，但是DSP提高了硬件的結(jié)構(gòu)的發(fā)展和指令集結(jié)構(gòu)發(fā)展。傳統(tǒng)檢測(cè)是檢測(cè)人員通過肉眼來進(jìn)行篩別，但是這種檢測(cè)方法存在著許多不足：（1）檢測(cè)結(jié)果容易受到檢測(cè)人員的主觀因素影響；（2）檢測(cè)效率比較低；（3）微小缺陷不易查別；（4）檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)不一致；（5）對(duì)瓶蓋產(chǎn)品造成二次傷害； 本課題針對(duì)旋蓋生產(chǎn)中的旋蓋缺陷檢測(cè)進(jìn)行了研究，該旋蓋缺陷視覺檢測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)流水線生產(chǎn)旋蓋進(jìn)行缺陷檢測(cè)，該系統(tǒng)可選擇缺陷類型并對(duì)其檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，在硬件上選用穩(wěn)定的LED光源照射以及地變形率的百萬像素彩色工業(yè)攝像頭，對(duì)待檢測(cè)產(chǎn)品進(jìn)行圖像采集，并與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)圖相對(duì)比判別是否為缺陷產(chǎn)品，并挑選、剔除不良產(chǎn)品。 基于FPGA圖像采集與處理系統(tǒng)的核心器件，與傳統(tǒng)的DSP圖像采集處理系統(tǒng)進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上，結(jié)合FPGA和DSP的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，都具有各自的應(yīng)用領(lǐng)域。由于FPGA系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)可編程，使檢測(cè)系統(tǒng)具有良好的靈活性，滿足不同的檢測(cè)需求。 圖22 FPGA硬件模塊內(nèi)部實(shí)現(xiàn)框架圖 編碼模塊實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)采用增量式旋轉(zhuǎn)編碼器來檢測(cè)傳輸帶上蓋子的位置，該編碼器通過處理內(nèi)部接受管轉(zhuǎn)化其角度碼盤的時(shí)序和相位關(guān)系，得到其角度碼盤角度位移量增加（正方向）或減少（負(fù)方向）。CCD作為一種光數(shù)轉(zhuǎn)化的半導(dǎo)體元件，當(dāng)前在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，CCD相機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。(4)價(jià)格合理，體積小，重量輕，使用壽命長，并且產(chǎn)生熱量少，在機(jī)器視覺中應(yīng)用廣泛。其中相機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信是通過以太網(wǎng)協(xié)議來進(jìn)行的通信的，該系統(tǒng)在FPGA和上位機(jī)通信方面采用的是RS232通信協(xié)議，當(dāng)通過RS232通信協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，其數(shù)據(jù)格式為一位起始位、八位數(shù)據(jù)位以及一位停止位，進(jìn)行通信的接口則使用FPGA開發(fā)板上的簡單串口就可以完成設(shè)計(jì)要求。 3) 異步數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?異步數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾逝c傳輸?shù)牟ㄌ芈视泻艽箨P(guān)系。雖然涉及的方面比較廣泛，但都對(duì)其進(jìn)行了較為詳細(xì)的參考論證。在本文中，采用了Sobel算子尋找邊緣并進(jìn)行邊緣化提取處理。注膠面和蓋爪檢測(cè)流程圖如圖44所示。 對(duì)采集的信號(hào)狀態(tài)變化進(jìn)行判斷； 轉(zhuǎn)化相位關(guān)系； 轉(zhuǎn)化時(shí)序關(guān)系； 輸出相應(yīng)的頻率； }Endmodule 編碼器轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)有相應(yīng)的脈沖輸出，其計(jì)數(shù)起點(diǎn)為任意設(shè)定，可實(shí)現(xiàn)多圈無限累加和測(cè)量。充分證明了該模塊的功能達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。但是系統(tǒng)還有一些不足之處，我們還需要從以下幾個(gè)方而進(jìn)行改進(jìn): (1) 本文所研究的瓶蓋缺陷檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于瓶蓋側(cè)面以及瓶蓋內(nèi)側(cè)無法做到有效的檢測(cè)，并不能對(duì)瓶蓋進(jìn)行無死角的檢測(cè)，而僅局限于檢測(cè)瓶蓋注膠面和瓶蓋印刷面的檢測(cè)，所以，我們可以從這個(gè)方面在進(jìn)行研究，升級(jí)系統(tǒng)的軟硬件，以達(dá)到對(duì)瓶蓋的全面檢測(cè)。并且結(jié)合實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的特點(diǎn)和FPGA應(yīng)用技術(shù)，我們根據(jù)實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，主要就工業(yè)實(shí)時(shí)圖像表面缺陷檢測(cè)處理系統(tǒng)的開發(fā)過程進(jìn)行了論述，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的旋蓋表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)。 設(shè)置信號(hào)檢測(cè)周期iClk1。第5章 時(shí)序仿真以及檢測(cè)測(cè)試 首先由于在該系統(tǒng)中運(yùn)用了FPGA控制模塊，因此主要對(duì)編碼模塊和抗干擾模塊進(jìn)行了電路仿真，以驗(yàn)證是否符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)進(jìn)行灰度化處理之后，旋蓋的正常部分和缺陷部分的亮度會(huì)有很大的差別，因而可以對(duì)缺陷進(jìn)行檢測(cè)。首先，相機(jī)采集到的圖像為高分辨率的彩色圖像，若要進(jìn)行缺陷