[發明專利]基于FPGA的光纖端面檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201711499339.0
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108227078B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 李楚元
• 申請（專利權）人: 一諾儀器(中國)有限公司
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255;G06T7/00
• 代理公司: 31236 上海漢聲知識產權代理有限公司
• 代理人: 王葉娟;胡晶

1.一種基于FPGA的光纖端面檢測方法，其特征在于，攝像頭掛載在FPGA上，將所拍攝的每幀圖像實時傳入至所述FPGA，所述FPGA執行以下步驟：

S1：響應于當前幀圖像的場同步信號，根據預設的采樣范圍選取當前幀圖像中相應范圍內的像素點的亮度值進行計算，以得到陰影亮度值；所述陰影亮度值為未熔接時的光纖圖像中包含完整光纖的一列或幾列像素點的亮度均值；

S2：根據采樣區域像素點的亮度值與所述陰影亮度值的比較，確定包層上邊緣、包層下邊緣、纖芯上邊緣和纖芯下邊緣在當前幀圖像中的位置；

S3：響應于下一幀圖像的場同步信號，針對所述包層上邊緣與纖芯上邊緣之間、纖芯下邊緣與包層下邊緣之間的各行像素點，逐一將像素點的亮度值與所述陰影亮度值進行比較，確定每行的左側端面點和右側端面點；

S4：將所述包層上邊緣和包層下邊緣之間的左側端面點和右側端面點分別連接或擬合，以確定左側光纖端面和右側光纖端面。

2.如權利要求1所述的基于FPGA的光纖端面檢測方法，其特征在于，在確定陰影亮度值及包層上邊緣、包層下邊緣、纖芯上邊緣和纖芯下邊緣之后的后續幀中，所述FPGA通過流水線并行處理，所述FPGA響應于一幀圖像的場同步信號，而同時執行計算每行的左側端面點和右側端面點及確定左側光纖端面和右側光纖端面的步驟與計算陰影亮度值及包層上邊緣、包層下邊緣、纖芯上邊緣和纖芯下邊緣的步驟。

3.如權利要求1所述的基于FPGA的光纖端面檢測方法，其特征在于，在確定陰影亮度值及包層上邊緣、包層下邊緣、纖芯上邊緣和纖芯下邊緣之后的后續幀中，

所述FPGA僅計算每行的左側端面點和右側端面點及確定左側光纖端面和右側光纖端面的步驟；或者，所述FPGA依次執行計算每行的左側端面點和右側端面點及確定左側光纖端面和右側光纖端面的步驟與計算陰影亮度值及包層上邊緣、包層下邊緣、纖芯上邊緣和纖芯下邊緣的步驟。

4.如權利要求1-3中任意一項所述的基于FPGA的光纖端面檢測方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

S11：響應于當前幀圖像的場同步信號，根據預設的采樣列選定當前幀圖像中的相應列，將相應列上每一行的像素點及該行像素點前和/或后的一定范圍內的像素點的亮度值相加并計算亮度平均值，以對應的行坐標為地址將各行的亮度平均值進行存儲；

S12：讀取存儲的所有亮度平均值進行累加求平均得到總均值，根據該總均值確定所述陰影亮度值。

5.如權利要求4所述的基于FPGA的光纖端面檢測方法，其特征在于，預設圖像有效區域，所述步驟S11中，根據預設的采樣列選定當前幀圖像中預設的圖像有效區域內的相應列。

6.如權利要求4所述的基于FPGA的光纖端面檢測方法，其特征在于，所述步驟S2中，遍歷所述步驟S11中存儲的亮度平均值，將其逐一與所述陰影亮度值進行比較，以根據比較結果的變化位置確定包層上邊緣、纖芯上邊緣、纖芯下邊緣及包層下邊緣在當前幀圖像中的位置。

7.如權利要求6所述的基于FPGA的光纖端面檢測方法，其特征在于，所述步驟S2中，針對亮度平均值進行從上到下的遍歷，包括以下步驟：

S21a：在某行亮度平均值從大于或等于變為小于陰影亮度值后，連續若干個行的亮度平均值均小于陰影亮度值，則將該行作為包層上邊緣；

S22a：在某行亮度平均值從小于或等于變為大于陰影亮度值后，連續若干個行的亮度平均值均大于陰影亮度值，則將該行作為纖芯上邊緣；

S23a：在某行亮度平均值從大于或等于變為小于陰影亮度值后，連續若干個行的亮度平均值小于陰影亮度值，則將該行作為纖芯下邊緣；

S24a：在某行亮度平均值從小于或等于變為大于陰影亮度值后，連續若干個行的亮度平均值大于陰影亮度值，則將該行作為包層下邊緣。