專利名稱：一種基于dsp的嵌入式實時圖像處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于實時圖像處理裝備技術領域，具體涉及一種用于散物料輸送系統中用于異物剔除的基于DSP的嵌入式實時圖像處理裝置。
背景技術：
圖像處理是近年來得到迅速發展的一種實用技術，它是隨著計算機技術、光電技術發展而發展起來的，是一種多學科綜合應用的技術領域。圖像處理技術可分為非實時系統和實時系統。實時圖像處理系統通常由攝像機、圖像采集卡、專用圖像處理卡等組成，在實時系統中是由圖像處理卡的硬件和軟件程序來實時地對圖像數據進行處理，后續環節根據處理結果生成相應的控制指令去控制執行機構動作。目前在工業領域得到廣泛應用的在線檢測系統，如自動生產線上的不合格產品檢測，食品質量檢測、糧食種子的分選等系統都是比較典型的實時圖像處理系統。對于在線煙草異物剔除系統。為了對通過的煙草流進行比較理想的檢測和剔除處理，必須使煙葉以5-7m/s的高速平穩地通過檢測區域，從攝像機檢測到噴咀噴出高壓空氣剔除掉異物的時間只有20-30ms，因此，該系統屬實時圖像處理系統。在現有的這類系統中，圖像處理的算法實現主要是由各廠商自己設計的，由很多塊電路板完成，集成度較低，這樣系統的硬件板卡就很多，系統顯得十分復雜，且難以實現復雜性高、運算量大的算法，可靠性也不高。本設計人經過潛心研究，利用最新的數字信號處理系統(Digital SignalProcessing System)和FPGA技術，從系統的高度對硬件和軟件進行了優化，研制開發了一種基于DSP的嵌入式實時圖像處理裝置。
發明創造內容1、要解決的技術問題本實用新型的目的在于提供一種在線檢測混雜在煙草中的各類異物，以滿足及時準確剔除異物的要求的基于DSP的實時圖像處理裝置。
2、技術方案本實用新型是這樣實現的線陣攝像機攝取物料流的圖像分別送入信號分離板后變為兩路，一路L1.4輸入到工控機的圖像采集卡采集后，供操作者觀察和做配方使用；另一路L4.4通過圖像分離板的輸出端送給圖像采集及處理系統，生成的電磁閥控制指令送DSP的雙口RAM暫存，之后由譯碼板依次讀入，譯碼信號經驅動控制板送至輸出板并直接控制電磁閥動作，在輸出板上對應每個電磁閥分別設有指示燈；皮帶機輸出輥上安裝有角編碼器，角編碼器的輸出脈沖送至時鐘板分頻后形成外觸發信號送入工控機的EXSYNC端，標準時鐘信號通過信號分離板分別送至攝像機、DSP板、譯碼板作為同步基準信號。
3、有益效果由于本實用新型對整個裝置的硬件及控制程序進行了優化，使得電路的集成度大為提高，提供了裝置工作的可靠性和穩定性，提高剔除異物的準確率和工作效率，降低了應用成本。
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型不限于附圖所示。
圖1為本實用新型的系統組成框圖；圖2為本實用新型的系統電性連線圖。
五具體實施方式
圖1、圖2所示，本實用新型包括線陣攝像機、信號分離板、DSP圖像采集及處理系統、譯碼板、驅動控制板、輸出板、工控機等幾部分。線陣攝像機攝取物料流的圖像分別送入信號分離板后變為兩路，一路L1.4輸入到工控機的圖像采集卡采集后，供操作者觀察和做配方使用；另一路L4.4送給DSP圖像采集及處理系統，生成的電磁閥控制指令送DSP的雙口RAM暫存，之后由譯碼板依次讀入，譯碼信號經驅動控制板送至輸出板并直接控制電磁閥動作，對應每個電磁閥分別設有指示燈；皮帶機輸出輥上安裝有角編碼器，角編碼器的輸出脈沖送至時鐘板分頻后形成外觸發信號送入工控機的EXSYNC端，標準時鐘信號通過信號分離板分別送至攝像機、DSP板、譯碼板作為同步基準信號。
指示燈的作用是便于觀察輸出給電磁閥的控制信號情況，所述的做配方，即定義哪些是合格煙葉，哪些是異物，以便于剔除異物時參考。
本實用新型的工作原理與工作過程線陣攝像機對運動物料流進行圖像攝取，信號分離板把攝像機的輸出信號一分為二，一路給工控機，經采集卡采集后，供操作者觀察圖像質量和做配方使用；另一路給DSP圖像采集處理系統，經FPGA采集后，進行一系列的運算和處理，最終根據異物所在的位置生成電磁閥的控制指令送雙口RAM暫存。譯碼板把暫存在DSP板雙口RAM中處理結果(每20線DSP處理一次，生成一個結果)一個一個地依次讀入，同時對上次讀入的數據進行譯碼處理(即根據從DSP板雙口RAM中讀到的數據解析出應該動作的電磁閥編號)。驅動控制板則對譯碼板后的電磁閥控制信號進行延時控制和功率放大(延時時間的長短要由攝像機檢測線到噴咀中心的距離、物料的飛行速度、電磁閥的開啟時間等因素來決定)。
通過輸出板上設置的對應于各電磁閥的指示燈，以觀察輸出給電磁閥的控制信號的情況。工控機主要完成人機交互、狀態監控和DSP圖像采集與處理系統的通訊。
為了剔除異物，采用了與皮帶機輸出輥同軸安裝的高分辨率角編碼器來跟蹤異物的位置，角編碼器的輸出脈沖經時鐘板分頻后形成時鐘信號，用它來完成攝像機、DSP系統、譯碼板等的同步控制。
該裝置是基于顏色比較來進行異物識別的，攝像機有紅(R)、綠(G)、藍(B)三種顏色分量的輸出，每種顏色分量轉化為數字分量是8位，故它可分辨的顏色為28×28×28＝1.67×107種。首先在工控機上做配方，通過人機界面設置煙葉覆蓋的顏色范圍，接著將配方發送到DSP圖像采集與處理系統中，DSP將采集到的每個像素的顏色信號與配方表進行比較，將凡是不在煙葉顏色范圍的物料都視為異物，控制電磁閥動作，用高壓空氣予以剔除。
本實用新型結構簡單，集成度高，工作穩定可靠，應用廣泛的特點。用于煙草異物剔除系統中，能識別并剔除混雜在煙葉中的金屬物、紙片、麻繩、雞毛、木材、石子、土塊、霉變煙葉、塑料、黑色橡膠等異物，實行雙面攝像檢測，異物的識別率平均可達95％以上，并能夠滿足高速(5-7m/s)大流量(9000kg/h)的檢測需要。
權利要求1.一種基于DSP的嵌入式實時圖像處理裝置，包括線陣攝像機、信號分離板、DSP圖像采集及處理系統、譯碼板、驅動控制板、輸出板、工控機等幾部分，其特征是線陣攝像機攝取物料流的圖像分別送入信號分離板后變為兩路，一路L1.4輸入到工控機的圖像采集卡采集后，供操作者觀察和做配方使用；另一路L4.4送給DSP圖像采集及處理系統，生成的電磁閥控制指令送DSP的雙口RAM暫存，之后由譯碼板依次讀入，譯碼信號經驅動控制板送至輸出板并直接控制電磁閥動作；標準時鐘信號通過信號分離板分別送至攝像機、DSP板、譯碼板作為同步基準信號。
2.如權利要求1所述的其特征是皮帶機輸出輥上安裝有角編碼器，角編碼器的輸出脈沖送至時鐘板分頻后形成外觸發信號送入工控機的EXSYNC端。
3.如權利要求2所述的基于DSP的嵌入式實時圖像處理裝置，其特征是所述的輸出板上設置有對應于各電磁閥的指示燈。
專利摘要本實用新型公開了一種基于DSP的嵌入式實時圖像處理裝置，包括線陣攝像機、信號分離板、DSP圖像采集及處理系統、譯碼板、驅動控制板、輸出板、工控機等幾部分。線陣攝像機攝取物料流的圖像，信號分為兩路，一路L
文檔編號G01N21/88GK2663984SQ200320104608
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月19日 優先權日2003年12月19日
發明者唐向陽, 張勇, 李江有, 楊松, 黃崗, 丁銳 申請人:云南昆船設計研究院