[發明專利]基于FPGA的標記面積塊上限分離分道方法

有效

• 申請號: 201811053501.0
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109146953B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 黃繼業;龔南飛;謝尚港;高明煜;何志偉;楊宇翔
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T7/62
• 分類號: G06T7/62;G06T7/70;G06T7/00
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 陸永強

本發明公開了基于FPGA的標記面積塊上限分離分道方法，包括以下步驟：設定起始像素和結束像素，使圖像像素與滑槽寬度相對應；將起始像素、結束像素、設定的連通面積塊下限值和上限值發送至FPGA；設定比較器組；設定k個寄存器，將上限通道值緩存k行后輸出；根據連通域算法得到的面積塊面積值來確定是否需要對這k個寄存器進行清零；在I+2^N時鐘之后，一行像素掃描完畢，當前行通道值壓入寄存器隊列，k行之前的通道寄存器發送給高速氣閥控制板，滿足噴氣吹離要求的通道為1，否則為0。本發明精確有效地識別某個預設范圍內的面積塊并且做出相應操作，極大地降低了誤識別或誤操作的概率。

技術領域

本發明屬于工業機器視覺領域，涉及一種基于FPGA的標記面積塊上限分離分道方法。

背景技術

分選設備是工業上一種較為常用的裝置，將物料放入滑槽中均勻滑落，由線陣相機采集物料的圖像數據，根據圖像的特征不同，通過高速氣閥噴氣吹離來剔除物料。通過以圖像連通域算法為基礎的標記面積塊面積計算方法，可以較為容易地分辨出大于某一面積的面積塊，但是由于面積是從小到大累計得到的，因此難以區分出小于某一面積的面積塊。并且，由于線陣相機的拍攝范圍和滑槽的寬度不盡相同，需要確定出整個滑槽和相機拍攝的像素之間的對應關系，才能完全識別所有的面積塊。目前的面積塊上限分離分道方法，大多以DSP或CPU實現，難以達到極高的實時性，因此時常會有噴不中或漏噴的現象，所以，需要一種高速且精確的面積塊上限分離分道算法，判斷標記面積塊大小是否小于某一面積值，并確定面積塊所在的位置，來實現高速氣閥對小于某個值的面積塊的精確噴氣吹離。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種基于FPGA的標記面積塊上限分離分道方法，這種方法主要使用在分選設備上對面積塊大小進行區分的功能中，主要包括：通過初始化線陣圖像的起始像素和結束像素，來設定滑槽通道劃分和圖像像素的一一對應關系；通過標記面積塊面積和預設面積下限值的對比，確定是否需要對某個標記的面積塊進行噴氣吹離，并進行緩存；通過標記面積塊和預設面積上限值的對比，確定是否需要對緩存的通道值進行清零操作，從而達到不噴氣的效果。

為實現上述目的，本發明的技術方案為一種基于FPGA的標記面積塊上限分離分道方法，包括以下步驟：

S10，設定起始像素pixstart和結束像素pixend，使其與滑槽的寬度相對應，則通道對應的圖像總像素數量odd＝pixend-pixstart+1，再將這些數據以及面積上限值AREA_max和下限值AREA_min全部發送給FPGA，則當前像素所在的通道cal_temp＝((data_cnt-pixstart)*2^N*M/odd)N，其中，2^N為一行像素數量，M為劃分的通道數，data_cnt為當前像素標號；

S20，設定k個M位通道寄存器，分別為channel_temp1、channel_temp2、channel_temp3、channel_temp4…channel_tempk，以隊列形式用于緩存輸出的通道值，每一行像素結束時輸出一個M位的通道值，當前行的面積塊判決結果會延遲k行像素之后再輸出；

S30，設定比較器，輸入為cal_temp和0，如果相等，則表示當前處理的像素處于第一個通道，需要對通道寄存器channel_tempk進行清零；

S40，設定比較器組；

S50，設定比較器D，輸入為當前面積塊面積sum_data_up和連通面積塊上限值AREA_max；設定比較器E，輸入為當前像素clr_in和0；同時設定狀態機S(0)-S(i)，用來對超過上限值的面積塊對應的通道值進行清零；在I+pixstart時鐘和I+pixend時鐘之間，如果當前連通面積塊的面積sum_data_up大于連通面積塊上限值AREA_max，且當前像素clr_in大于0，說明當前面積塊不滿足噴氣吹離要求，需要對寄存的前k行通道值進行清零；