基于SOPC技術(shù)的PET瓶缺陷檢測系統設計

在各模塊中主要介紹以下幾個(gè)模塊：
(1)圖像采集模塊。圖像采集采用的是TRDB-DC2模塊。該模塊由1片高像素的CMOS圖像傳感芯片和1個(gè)聚焦鏡頭組成。圖像采集通過(guò)CMOS Sen-sor采集圖像后，再由I2C總線(xiàn)對圖像傳感器進(jìn)行配置，然后再根據圖像傳感器的時(shí)序特性來(lái)讀取采集到的圖像點(diǎn)陣。由于采集到的圖像點(diǎn)陣是： Bayer色彩空間，因而還要由相應的算法將其轉換為RGB色彩空間，再把圖像點(diǎn)陣數據存入SDRAM，而VGA顯示部分則從SDRAM中讀取數據來(lái)顯示。SDRAM控制器采用雙口SDRAM控制方法。圖像處理部分也可以從SDRAM中讀取數據來(lái)處理。其硬件模塊如圖4所示。
(2)圖像預處理模塊。從SDRAM中讀取數據，采用硬件語(yǔ)言對圖像預處理實(shí)現圖像的灰度變化、閾值分割和二值化處理。其硬件模塊圖如圖5所示。

(3)VGA硬件模塊。VGA控制器外接一個(gè)存儲器，以保存當前顯示的數據?？刂破鞲鶕煌瑫r(shí)刻在VGA上顯示的像素位置，計算出存儲器中當前數據存放的地址，并輸出存儲器地址(oAddress信號)。外接存儲器控制器從該地址中讀取數據，返回給VGA控制器(iRed，iGreen，iBlue)。 VGA控制器將顯示數據輸出到D／A轉換器上。依據其水平與垂直時(shí)序設計的VGA控制器如圖6所示。通過(guò)VGA controller器件，可以實(shí)時(shí)將圖像直接顯示在VGA上。

2 系統軟件實(shí)現
2．1 軟件總體設計
系統配置完成后，攝像頭獲取圖像，送人SDRAM存儲器，每幀圖像經(jīng)轉換生成圖像數據進(jìn)入預處理模塊進(jìn)行灰度變化、閾值分割、二值化和邊緣跟蹤，使用硬件語(yǔ)言進(jìn)行處理和結合NIOSⅡ處理器進(jìn)行圖像的先后續處理和控制，處理后的圖像經(jīng)數模轉換在監視器上實(shí)時(shí)顯示。系統軟件總流程圖如圖7所示。
2．2 圖像后處理算法的設計
2．2．1 NIOS中使用C++實(shí)現圖像檢測判斷準則
(1)求取瓶蓋上邊緣到基準線(xiàn)的最大距離，先與標準瓶蓋的上邊緣到基準線(xiàn)的標準距離比較，判斷瓶蓋旋封是否合格，大于標準距離，認為瓶子不合格，剔除瓶子。
(2)通過(guò)左邊緣直線(xiàn)、右邊緣直線(xiàn)分別和基準線(xiàn)、上邊緣的直線(xiàn)之間的夾角來(lái)判斷瓶蓋旋封是否合格，如果4個(gè)夾角都在(90°－δ)內(δ為一個(gè)允許的誤差，取一個(gè)很小的角度)，認為瓶子合格，否則瓶子不合格，剔除。
2．2．2 設計步驟
(1)采集經(jīng)過(guò)適當預處理的圖像數據后，首先找出瓶蓋和瓶身的分割線(xiàn)，該分割線(xiàn)位于瓶頸區域，通過(guò)分割線(xiàn)，確定瓶蓋所在區域，縮小了后面圖像的識別范圍，如圖8所示。