[发明专利]基于FPGA的音膜同心度在线实时检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式机器视觉领域，特别是一种包括光学成像、视频处理、数字图像处理和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)技术的基于FPGA的音膜同心度在线实时检测系统及检测方法，属于音膜同心度在线实时检测系统及检测方法的改造技术。

背景技术

21世纪，人类进入信息时代。信息传播离不开“视”和“听”，“听”就离不开电声器件。随着视听时代的到来，电声器件代表的音频工业是与视频工业同等重要的信息终端，其应用领域迅速拓宽，移动通信、家庭影院、AV环绕声系统、影音组合、多媒体、视听综合终端、信息高速公路等，均离不开电声器件。由于近些年来家庭音响设备的需求大幅增长，以及汽车工业的发展附带车载音响的需求量大增，还有各种小型的音响设备，如随身听、移动电话（手机）等等产品设备的需求不断增加，市场广阔，需求量大。因此，其产品的生产加工及其检测就成为了市场竞争中的一大因素。

目前，国内对音膜音质机器视觉检测系统的研究甚少，虽然已经有人提出了一种基于机器视觉的微型音膜同心度在线检测系统，可以无直接接触和较高速的对音膜音质进行检测，但该检测方法是基于传统的PC机器视觉系统，其造价成本比较昂贵，功耗大，体积庞大，不易安装到有体积要求的特定场合中，为降低成本、体积和功耗，这里采用了一种基于FPGA的音膜同心度在线实时检测方法，实现了低成本低功耗小体积高速实时在线的音膜同心度检测。为高速嵌入式机器视觉系统的实现提供了重要的关键技术。

随着国家产业升级转型的需要，机器视觉在工业领域应用的不断扩宽，高性能、小型化、低功耗、高速度成为其面临的主要问题，采用FPGA来实现实时图像采集、处理和显示系统不仅减小了系统的体积和功耗，还使嵌入式机器视觉系统设计进入了崭新的SOPC时代，把图像检测系统的发展引入了更新的领域。在广东省现行重点发展先进制造与制备的新形势下，珠三角制造业的发展，尤其需要该项共性技术来实现产业升级。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种低成本、低功耗、高速实时在线的基于FPGA的音膜同心度在线实时检测系统。

本发明的另一目的在于提供一种方便实用的基于FPGA的音膜同心度在线实时检测方法。

本发明的技术方案是：本发明的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统，包括有CCD摄像头、视频解码芯片、接口模块、视频数字图像采集模块、视频数字图像预处理模块、实时检测产品到位模块、存储器接口模块、音膜内外圆边缘检测模块、图像分析处理模块、VGA接口模块、视频D/A芯片、VGA接口显示器，其中CCD摄像头的信号输出端通过视频解码芯片与视频数字图像采集模块的信号输入端连接，视频数字图像采集模块的信号输出端与视频数字图像预处理模块的信号输入端连接，视频数字图像预处理模块的信号输出端与实时检测产品到位模块的信号输入端连接，实时检测产品到位模块的信号输出端分别通过存储器接口模块与音膜内外圆边缘检测模块的信号输入端连接及与视频D/A芯片连接，视频D/A芯片与VGA接口显示器连接，音膜内外圆边缘检测模块的信号输出端与图像分析处理模块的信号输入端连接。

上述视频解码芯片还连接有设置视频解码芯片的工作模式的接口模块。

上述接口模块为I2C接口模块。

    上述存储器接口模块还连接有外部同步动态随机存储器。

本发明基于FPGA的音膜同心度实时检测系统的检测方法，包括如下步骤：

1）CCD摄像头拍摄清晰的显示音膜内外圆轮廓的图像；

2）CCD摄像头的信号输出端接到视频解码芯片进行视频解码，输出亮度-色度信号，视频数字图像采集模块通过视频解码芯片实时采集CCD摄像头获得的视频数字图像数据；

3）视频数字图像采集模块采集的信号输入至视频数字图像预处理模块，得到音膜的二值化黑白图像；

4）实时检测产品到位模块据视频数字图像预处理模块处理得到的音膜二值化黑白图像进行实时判断音膜产品是否到位，若到位，便把当前一帧图像通过存储器接口模块输出至音膜内外圆边缘检测模块，音膜内外圆边缘检测模块对音膜的内外圆边缘进行提取，并将结果输出至图像分析处理模块，图像分析处理模块计算出同心度；同时，视频数字图像预处理模块通过VGA接口模块把处理信息输出到视频D/A芯片进行模数转换，视频D/A芯片将最终结果输出到VGA接口显示器。