[發明專利]基于FPGA的音膜同心度在線實時檢測系統及檢測方法

有效

• 申請號: 201110436405.6
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102519401A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 謝云;蔡浩聰;劉家曉;鄭海成
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27;H04N7/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及嵌入式機器視覺領域，特別是一種包括光學成像、視頻處理、數字圖像處理和現場可編程門陣列(Field?Programmable?Gate?Array,簡稱FPGA)技術的基于FPGA的音膜同心度在線實時檢測系統及檢測方法，屬于音膜同心度在線實時檢測系統及檢測方法的改造技術。

背景技術

21世紀，人類進入信息時代。信息傳播離不開“視”和“聽”，“聽”就離不開電聲器件。隨著視聽時代的到來，電聲器件代表的音頻工業是與視頻工業同等重要的信息終端，其應用領域迅速拓寬，移動通信、家庭影院、AV環繞聲系統、影音組合、多媒體、視聽綜合終端、信息高速公路等，均離不開電聲器件。由于近些年來家庭音響設備的需求大幅增長，以及汽車工業的發展附帶車載音響的需求量大增，還有各種小型的音響設備，如隨身聽、移動電話（手機）等等產品設備的需求不斷增加，市場廣闊，需求量大。因此，其產品的生產加工及其檢測就成為了市場競爭中的一大因素。

目前，國內對音膜音質機器視覺檢測系統的研究甚少，雖然已經有人提出了一種基于機器視覺的微型音膜同心度在線檢測系統，可以無直接接觸和較高速的對音膜音質進行檢測，但該檢測方法是基于傳統的PC機器視覺系統，其造價成本比較昂貴，功耗大，體積龐大，不易安裝到有體積要求的特定場合中，為降低成本、體積和功耗，這里采用了一種基于FPGA的音膜同心度在線實時檢測方法，實現了低成本低功耗小體積高速實時在線的音膜同心度檢測。為高速嵌入式機器視覺系統的實現提供了重要的關鍵技術。

隨著國家產業升級轉型的需要，機器視覺在工業領域應用的不斷擴寬，高性能、小型化、低功耗、高速度成為其面臨的主要問題，采用FPGA來實現實時圖像采集、處理和顯示系統不僅減小了系統的體積和功耗，還使嵌入式機器視覺系統設計進入了嶄新的SOPC時代，把圖像檢測系統的發展引入了更新的領域。在廣東省現行重點發展先進制造與制備的新形勢下，珠三角制造業的發展，尤其需要該項共性技術來實現產業升級。

發明內容

本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種低成本、低功耗、高速實時在線的基于FPGA的音膜同心度在線實時檢測系統。

本發明的另一目的在于提供一種方便實用的基于FPGA的音膜同心度在線實時檢測方法。

本發明的技術方案是：本發明的基于FPGA的音膜同心度實時檢測系統，包括有CCD攝像頭、視頻解碼芯片、接口模塊、視頻數字圖像采集模塊、視頻數字圖像預處理模塊、實時檢測產品到位模塊、存儲器接口模塊、音膜內外圓邊緣檢測模塊、圖像分析處理模塊、VGA接口模塊、視頻D/A芯片、VGA接口顯示器，其中CCD攝像頭的信號輸出端通過視頻解碼芯片與視頻數字圖像采集模塊的信號輸入端連接，視頻數字圖像采集模塊的信號輸出端與視頻數字圖像預處理模塊的信號輸入端連接，視頻數字圖像預處理模塊的信號輸出端與實時檢測產品到位模塊的信號輸入端連接，實時檢測產品到位模塊的信號輸出端分別通過存儲器接口模塊與音膜內外圓邊緣檢測模塊的信號輸入端連接及與視頻D/A芯片連接，視頻D/A芯片與VGA接口顯示器連接，音膜內外圓邊緣檢測模塊的信號輸出端與圖像分析處理模塊的信號輸入端連接。

上述視頻解碼芯片還連接有設置視頻解碼芯片的工作模式的接口模塊。

上述接口模塊為I2C接口模塊。

????上述存儲器接口模塊還連接有外部同步動態隨機存儲器。

本發明基于FPGA的音膜同心度實時檢測系統的檢測方法，包括如下步驟：

1）CCD攝像頭拍攝清晰的顯示音膜內外圓輪廓的圖像；

2）CCD攝像頭的信號輸出端接到視頻解碼芯片進行視頻解碼，輸出亮度-色度信號，視頻數字圖像采集模塊通過視頻解碼芯片實時采集CCD攝像頭獲得的視頻數字圖像數據；

3）視頻數字圖像采集模塊采集的信號輸入至視頻數字圖像預處理模塊，得到音膜的二值化黑白圖像；

4）實時檢測產品到位模塊據視頻數字圖像預處理模塊處理得到的音膜二值化黑白圖像進行實時判斷音膜產品是否到位，若到位，便把當前一幀圖像通過存儲器接口模塊輸出至音膜內外圓邊緣檢測模塊，音膜內外圓邊緣檢測模塊對音膜的內外圓邊緣進行提取，并將結果輸出至圖像分析處理模塊，圖像分析處理模塊計算出同心度；同時，視頻數字圖像預處理模塊通過VGA接口模塊把處理信息輸出到視頻D/A芯片進行模數轉換，視頻D/A芯片將最終結果輸出到VGA接口顯示器。