如何使用FPGA實(shí)現(xiàn)CCD掃描缺陷的檢測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的論文說明
資料介紹
在諸多行業(yè)的材料及材料制成品中,表面缺陷是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一。研究具有顯微圖像實(shí)時(shí)記錄、處理和顯示功能的材料表面缺陷檢測(cè)技術(shù),對(duì)材料的分選和材料質(zhì)量的檢查及評(píng)價(jià)具有重要的意義。本文以聚合物薄膜材料為被測(cè)對(duì)象,研究了適用于材料表面缺陷檢測(cè)的基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣?U(Field Programmable Gate Array,FPGA)的缺陷數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù),可實(shí)時(shí)提供缺陷顯微圖像信息,完成了對(duì)現(xiàn)有材料缺陷檢測(cè)裝置的數(shù)字化改造與性能擴(kuò)展。
本文利用FPGA并行結(jié)構(gòu)、運(yùn)算速度快的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了材料缺陷的實(shí)時(shí)檢測(cè)。搭建了以FPGA為核心的缺陷數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的硬件電路;重點(diǎn)針對(duì)聚合物薄膜材料缺陷信號(hào)的數(shù)據(jù)特征,設(shè)計(jì)了基于FPGA的缺陷圖像預(yù)處理方案:首先對(duì)通過CCD獲得的聚合物薄膜材料的缺陷信號(hào)進(jìn)行處理,利用動(dòng)態(tài)閾值定位缺陷區(qū)域,將高于閾值的數(shù)據(jù)即圖像背景信息舍棄,保留低于閾值的數(shù)據(jù),即完整保留缺陷顯微圖像的有用信息;然后按照預(yù)先設(shè)計(jì)的封裝格式封裝缺陷數(shù)據(jù);最后通過USB2.0接口將封裝數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)進(jìn)行缺陷顯微圖像重建。此方案大大減少了上傳數(shù)據(jù)量,緩解了上位機(jī)的壓力,提高了整個(gè)缺陷檢測(cè)裝置的檢測(cè)速度。
本文對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模板和聚合物薄膜材料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,應(yīng)用了基于FPGA的缺陷數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù)的CCD掃描缺陷檢測(cè)裝置可對(duì)70I_tm--“1000I_tm范圍內(nèi)的缺陷進(jìn)行有效檢測(cè),實(shí)時(shí)重建的缺陷顯微圖像與實(shí)際缺陷在形狀和灰度上都有很好的一致性。
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