基于DSP的玻璃缺陷云纹图像的实时处理方法研究

摘要

在玻璃生产过程中，由于浮法玻璃生产工艺的限制，在其生产过程中产生的缺陷不仅使得玻璃产品的外观和光学均匀性遭到破坏，而且直接影响玻璃产品的质量等级，玻璃缺陷的在线检测对提高玻璃产品的质量具有重要的实际意义。
　　本文针对云纹图像的傅里叶变换产生的较大的运算量问题，采用DSP实现玻璃缺陷云纹图像的处理，设计了玻璃缺陷在线检测的总体方案，并分别给出了该方案的数据采集和处理模块，以及主控模块的设计方法。根据傅里叶变换的特点，给出了玻璃缺陷检测系统硬件部分的设计与选型和软件设计，实现了玻璃缺陷检测系统的云纹图像信息的采集、处理、分析和数据通信等。本文利用DSP的HPI接口实现了多个DSP与主机数据通信，完成了线阵CCD与DSP间的数据传输，以及主要相关存储电路如Flash、SDRAM和双DMA的设计。在初始化软件设计中,对片上外设TIMER、DMA、EMIF和HPI进行初始化，实现带通滤波器对云纹频谱的提取，得到了云纹图像的相位主值图像。采用了基于跳变校正的相位展开算法，实现相位主值差图像的展开并采用基于阈值分割的相位真值差图像的分割方法，得到了缺陷范围和大小。结果表明，该方法的检测精度可达到0.1mm，可实现生产速度小于800m/h的实时检测，达到了设计要求。本文的研究为基于投影栅线的玻璃缺陷检测技术应用于玻璃带的在线检测奠定基础，对改进玻璃生产工艺和提高玻璃产品质量具有重要的实际意义。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题的提出及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文结构及安排

第二章 玻璃缺陷云纹图像处理方案设计

2.1 缺陷检测位置的确定

2.2 缺陷检测方案的构成

2.3 数据采集模块的设计

2.4 玻璃缺陷云纹图像处理模块的设计

2.5 主控模块的设计

2.6 本章小结

第三章 DSP的硬件设计与实现

3.1 云纹图像处理模块DSP的选型

3.2 云纹图像处理模块的电源设计

3.3 云纹图像处理模块的传输接口

3.4 DSP与主机通信接口电路设计

3.5 处理模块的存储设计

3.6 实时仿真器XDS510PLUS

3.7 本章小结

第四章 缺陷检测算法的设计

4.1 TMS320C6416集成开发环境介绍

4.2 云纹图像处理模块的程序设计

4.3 DSP 和主机的通信子系统软件设计

4.4 存储空间的分配

4.5 编译器选项优化

4.6 嵌入式处理模块处理结果

4.7 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和研究成果

致谢