基于FPGA与DSP全自动灯检机图像识别系统研究

摘要

医用输液药品产品在制造过程中会含有玻璃碎屑、毛发、纤维等异物。医用输液安全问题一直是人们普遍关注的一个话题。为了减少医用输液药品对人身安全的伤害，在医用输液药品生产过程中，各国药典明确规定不得检出可见异物。但是传统的医用输液药瓶检测方法很多采用的是人工检测，人工检测效率低、范围狭小、准确度低、检测效果不稳定。全自动灯检机的引入，可以大大的提高子输液药品检测的精度和效率，降低了人工成本，同时也提高了药品的安全指数，减少了液药里的异物杂质对病人身体造成伤害。
　　 全自动灯检机的目标是对输液药品里面的颗粒等杂质进行检测和识别，本文章主要研究的内容是基于FPGA与DSP全自动灯检机图像识别系统，该系统采用数字图像处理技术对医用输液药品进行全方位的实时检测和识别，并且把不合格的产品送到全自动灯检机的剔除执行机构。本文的主要工作内容如下:
　　 1.图像识别系统的体系构架设计及硬件实现方案
　　 首先描述了全自动灯检机的工作原理，然后根据全自动灯检机的功能特点和性能指标来确定图像识别系统的体系设计方案，接着介绍了图像识别系统的硬件设计方案。
　　 2.图像识别系统软件设计
　　 首先介绍了系统软件开发流程和开发环境。其次根据系统功能要求和FPGA、DSP的工作方式对系统软件设计流程进行介绍。图像传感器的初始化、图像采集和预处理、系统显示功能是由FPGA完成;系统的初始化和识别算法的实现是由DSP完成。
　　 3.系统仿真及调试分析
　　 首先对FPGA与DSP系统构架的各个功能模块进行测试和仿真，来满足系统性能的要求下对整个系统进行实验和调试。通过具体实验系统的运行效果来分析实验结果，找出问题并提出改进的方法。
　　 本文根据基于FPGA与DSP全自动灯检机图像识别系统的设计，经过大量的数据实验和调试仿真结果验证，本系统设计满足了全自动灯检机图像识别系统的要求。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 课题的研究背景及意义

1．3 国内外相关的研究现状及分析

1．4 本文主要的研究内容和章节安排

1．4．1 本文主要的研究内容

1．4．2 章节安排

第二章 全自动灯检机图像识别系统设计及硬件实现方案

2．1 引言

2．2 全自动灯检机的工作原理

2．3 图像识别系统设计要求

2．3．1 系统功能要求

2．3．2 系统性能要求

2．4 全自动灯智能检机图像识别系统结构设计

2．5 图像识别系统的硬件设计

2．5．1 硬件设计要求

2．5．2 图像传感器模块及外围电路设计

2．5．3 硬件设计选型

2．5．4 DSP与FPGA接口设计

2．5．5 实时显示模块

2．5．6 外部存储器接口电路设计

2．6 硬件测试

2．7 小结

第三章 图像识别系统的软件设计

3．1 系统主程序设计

3．2 系统初始化

3．2．1 DSP初始化

3．2．2 CMOS传感器配置

3．3 图像采集

3．4 图像预处理

3．4．1 均值滤波器

3．4．2 图像增强

3．4．3 图像二值化

3．4．4 FIFO控制

3．5 液位和杂质检测

3．5．1 中断服务程序

3．5．2 杂质检测

3．5．3 液位检测

3．6 小结

第四章 仿真与调试结果分析

4．1 引言

4．2 FPGA调试

4．2．1 I2C时序仿真及调试

4．2．2 图像采集模块调试

4．2．3 实时显示模块的调试

4．3 DSP调试

4．3．1 数据传输测试

4．3．2 图像算法的移植和验证

4．4 系统实验及结果分析

4．5 小结

总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

声明

致谢