高速等比例图像采集处理系统设计
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
６ ４位 ，为 了减 少 ＤＳ Ｐ的读 取 ＦＦ 的次 数 以节省 ＩＯ
Ｉ Ｅ ２ ５ ０ Ｃ ，其 内部含 有 ４ ０ Ｉ Ｐ Ｃ Ｑ２ ８ ７ ６８个 逻辑 单 元
ｆ Ｅ ，１７ ｂｔ Ｌ ） Ｋ ｉ １ 嵌入 式存 储器 块 ， 过Ｃ ｍｅａＬｎ 通 ａ ｒ ｉｋ
数据传 输 时 间需要 将输 入 的 ８位数据 进 行整 合 ， 此 功 能通过 数据 整 合状态 机 来完成 。它共有 ８种 状 态 ，这 ８种状态 分 别将 所输 入 的 ８位像 素数 据 存 放在 一个 ６ 位 临时寄 存器 的 ８ ｉ ８ ｉ７ 上 ， ４ ￣至 ￣＋ 位 其 中 ｉ０１ ，．， ＝ ，， ．７ 即在 ８个 周期 内将 输入 的 ８个 ８ ２．
２ 图像采集模块
相机 输 出的数 据经 过 Ｃａ ｒ ｉｋ接收 芯片 ｍｅａＬｎ ＤＳ ０ Ｒ ８ 串行 化后 ，将 产生三 路 数据信 号 ， ９Ｃ ２ ２解
１ 视 觉平台的总体结构
本 视 觉平 台主 要针 对 线 阵Ｃ Ｄ相机 而 设计 ， Ｃ
用于对 传送带上运 动的物体表 面进行成像 ， 以
机 电技术
位 数据 整合 成 为一个 ６ 数据 ， ４位 并在第 ８个状态 的末尾将 这 个 ６ 的数据， ． ． ． ． ．Ｆ 、 中，当一 帧 ４位 ． ． ．Ｆ ．Ｏ ． ． 。 。 存入 ．Ｉ． ． ． 。 。 ． ． ，
Ｄ ＬＳ 司 的Ｓ ｙ ｅ２线 阵相 机为 例 ，其数 据 接 Ａ Ａ公 ｐ ｄｒ 口符合Ｃａ ｒ ｉｋ 范 ，分 辨 率可 达 ２ ４ ｍｅａＬｎ 规 ０８个像
素 。视觉 平 台处 理系 统 以Ｄ ４ Ｍ６ ２为核 心 ，其 主 频 可 达 ６ ０ＭＨｚ ｊ ０ Ｌ，其外 部 的Ｓ ＡＭ 、 Ｌ Ｈ以及 ４ ＤＲ Ｆ ＡＳ Ｆ ＧＡ通 过Ｄ ４ Ｐ Ｍ６ ２的外 部ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 储 器接 口 （ ＭＩ ）与 Ｅ Ｆ 其 相连 接 ，并分 别 占用其 Ｃ ０ Ｅ 、Ｃ ２口 （ Ｅ 、Ｃ １ Ｅ 如 图 １ 示 ）Ｆ Ｇ 所 。 Ｐ Ａ选用 Ａ Ｔ Ｒ Ｌ Ｅ Ａ公 司的Ｃ Ｌ Ｅ ＹＣ ＯＮ
出 了一种基 于Ｆ ＧＡ ＤＳ 的 图像采 集处 理 系统 ， Ｐ 和 Ｐ
选 用Ｔ 公 司ＤＭ６ ２作 为核心 数 字信 号处 理器 ，并 Ｉ ４
垄曼 皇Ｉ 苎 ｆ Ｃ 曼 Ｅ ２
－ －
增 量 式Ｉ
ＩＡ Ｃ Ｃ Ｍ Ｅ Ｉ Ｓ Ｏ Ｄ Ｒ Ｐ 巨 Ｃ Ｅ Ｉ
ＧＰ Ｏ Ｉ
摄物体 的运动进行 同步 以达到等 比例地 采集物体表面图像信息的 目的 ，并 以高计算性能 的数字信号处理器 ＤＭ６ ２为 图 ４
像 处理核心 ， 过其 内部集成的 Ｐ Ｉ 口将 图像 数据 传输到 Ｐ Ｉ 通 Ｃ接 Ｃ 主机上 。提 出了一种通用 的图像数据采集处理流程 ，采 用双 缓存机制 ，使得 图像数据 的传输与 处理 同时进行 ，充分利用系统资源 ，提高系统实时性 。
分别为像素时钟、行有效信号 Ｌ Ａ 、以及 ８位 ＶＬ
图像数 据 。 机每 次 曝光后 会输 出一行 图像数 据 ， 相 此 时 Ｌ Ａ 变 为有 效 ，每 个像 素周 期输 出一 个 ８ ＶＬ
位 图像 数据 ，而 Ｆ ＧＡ 通 过 内部 生成 的 ＦＦ 来 Ｐ ＩＯ
缓 存这 些 图像 数据 ，其 逻辑 结构 图如 图 ２所 示 ， ＦＦ 大 小为 ２ ６ ６ｂｔ一次缓 存 ２ｋ 图像数 据 。 ＩＯ ５ ｘ４ ｉ ， Ｂ 由于 Ｄ ４ 的外 部 存储 器 接 口（ＭＩＡ） 宽为 Ｍ６ ２ Ｅ Ｆ 位
关键词 ：图像采集 ；Ｄ ４ ；Ｆ Ｇ Ｍ６ ２ Ｐ Ａ；Ｐ Ｉ Ｃ 中图分类号 ：Ｔ ３ １ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ — ８ １ ０ ０ — ２ — ３ Ｐ ９． ４ ６ ２ ４ ０ （ １）３ ０ ７ ０ ２ １
机器 视觉 已被广 泛 地应 用 于工 业检 测领 域 ， 如 基 于 机器 视 觉 的布 匹表 面疵 点检Ｎ ｔ以及 带 钢 ｌ Ｊ 表 面 缺 陷检 测 【等 。这 些检 测通 常都 是 由Ｃ Ｄ线 ２ Ｊ Ｃ 阵相机 对 传送 带 上运 动 的物 体表 面 进行 成像 并 由 图像采 集 处理 系 统进 行 图像 采集 和 数字 处理 ， 由 于 拍摄 对 象 为运 动物 体 ，所 以需要 对物 体 的运 动 以及相 机 的曝 光进 行 同步 ， 以达 到 １ｌ等 比例 采 ： 集 的 目的 ，防 止采 集 到 的 图像 拉伸 变 形 Ｌ，而 且 ３ Ｊ
２１年６ ０１ 月
机 电技术
２ ７
高速等 比例图像采集处理系统设计
陈 敏
（ 汉软件工程职业学 院 电子信 息与 自动化工程系 ，湖北 武汉 ４ ０ ０ ） 武 ３２５ 摘 要 ：提 出了一种基于 Ｆ Ｇ 与 ＤＳ ＰＡ Ｐ的高速等 比例图像采集处理系统 的设计方法 ，通过对相机曝光频率与被拍
接 口与ＣＣ 线 阵相机 相连 ，并通 过增 量 式编 码器 Ｄ 的输 入 脉冲 来 控制 相机 的曝光 ，使其 与被 拍 摄物 体 的运 动 同步 ， 以达到 等 比例 采 集 的 目的 。ＤＳ Ｐ
作 者简 介 ：陈 敏 （９ ３ ） １８ 一 ，女 ，硕 士 ，助 教 ，研 究方 向：机器 视觉 。
Ｍ ￣ ｔｒ ｈ ｏ
Ｉ
０
Ｄ
１． ｛ｌ ｌ． Ｃ￣ ．． ｌ ｌ酣 舰 ．． ｌ ． ｍ ．一 ． ∞ ａ 釉黼
图 １ 图像采集处理系统硬件结构框 图
采 用 良好 的硬 件及 软 件 构架 ，使 得 该系 统 能等 比 例 的在 线采 集 并处 理拍 摄 到 的图像数 据 。
将Ｆ ＧＡ采 集 到 的 原始 图像 数 据通 过 其 内部集 成 Ｐ 的Ｐ Ｉ 口发 送 ￣Ｐ Ｉ Ｃ接 Ｊ ｌＣ 主机 上 ， 同时ＤＳ 还将 负责 Ｐ 对这 些数 据 进行 处理 ，并根 据 处理 的结 果控 制其
ＧＰＯ的输 出 。 Ｉ
工业检测往往是在线完成的，对 图像处理系统 的 数据处理和传输能力提出了较高的要求 。本文提
Ｉ Ｅ ２ ５ ０ Ｃ ，其 内部含 有 ４ ０ Ｉ Ｐ Ｃ Ｑ２ ８ ７ ６８个 逻辑 单 元
ｆ Ｅ ，１７ ｂｔ Ｌ ） Ｋ ｉ １ 嵌入 式存 储器 块 ， 过Ｃ ｍｅａＬｎ 通 ａ ｒ ｉｋ
数据传 输 时 间需要 将输 入 的 ８位数据 进 行整 合 ， 此 功 能通过 数据 整 合状态 机 来完成 。它共有 ８种 状 态 ，这 ８种状态 分 别将 所输 入 的 ８位像 素数 据 存 放在 一个 ６ 位 临时寄 存器 的 ８ ｉ ８ ｉ７ 上 ， ４ ￣至 ￣＋ 位 其 中 ｉ０１ ，．， ＝ ，， ．７ 即在 ８个 周期 内将 输入 的 ８个 ８ ２．
２ 图像采集模块
相机 输 出的数 据经 过 Ｃａ ｒ ｉｋ接收 芯片 ｍｅａＬｎ ＤＳ ０ Ｒ ８ 串行 化后 ，将 产生三 路 数据信 号 ， ９Ｃ ２ ２解
１ 视 觉平台的总体结构
本 视 觉平 台主 要针 对 线 阵Ｃ Ｄ相机 而 设计 ， Ｃ
用于对 传送带上运 动的物体表 面进行成像 ， 以
机 电技术
位 数据 整合 成 为一个 ６ 数据 ， ４位 并在第 ８个状态 的末尾将 这 个 ６ 的数据， ． ． ． ． ．Ｆ 、 中，当一 帧 ４位 ． ． ．Ｆ ．Ｏ ． ． 。 。 存入 ．Ｉ． ． ． 。 。 ． ． ，
Ｄ ＬＳ 司 的Ｓ ｙ ｅ２线 阵相 机为 例 ，其数 据 接 Ａ Ａ公 ｐ ｄｒ 口符合Ｃａ ｒ ｉｋ 范 ，分 辨 率可 达 ２ ４ ｍｅａＬｎ 规 ０８个像
素 。视觉 平 台处 理系 统 以Ｄ ４ Ｍ６ ２为核 心 ，其 主 频 可 达 ６ ０ＭＨｚ ｊ ０ Ｌ，其外 部 的Ｓ ＡＭ 、 Ｌ Ｈ以及 ４ ＤＲ Ｆ ＡＳ Ｆ ＧＡ通 过Ｄ ４ Ｐ Ｍ６ ２的外 部ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 储 器接 口 （ ＭＩ ）与 Ｅ Ｆ 其 相连 接 ，并分 别 占用其 Ｃ ０ Ｅ 、Ｃ ２口 （ Ｅ 、Ｃ １ Ｅ 如 图 １ 示 ）Ｆ Ｇ 所 。 Ｐ Ａ选用 Ａ Ｔ Ｒ Ｌ Ｅ Ａ公 司的Ｃ Ｌ Ｅ ＹＣ ＯＮ
出 了一种基 于Ｆ ＧＡ ＤＳ 的 图像采 集处 理 系统 ， Ｐ 和 Ｐ
选 用Ｔ 公 司ＤＭ６ ２作 为核心 数 字信 号处 理器 ，并 Ｉ ４
垄曼 皇Ｉ 苎 ｆ Ｃ 曼 Ｅ ２
－ －
增 量 式Ｉ
ＩＡ Ｃ Ｃ Ｍ Ｅ Ｉ Ｓ Ｏ Ｄ Ｒ Ｐ 巨 Ｃ Ｅ Ｉ
ＧＰ Ｏ Ｉ
摄物体 的运动进行 同步 以达到等 比例地 采集物体表面图像信息的 目的 ，并 以高计算性能 的数字信号处理器 ＤＭ６ ２为 图 ４
像 处理核心 ， 过其 内部集成的 Ｐ Ｉ 口将 图像 数据 传输到 Ｐ Ｉ 通 Ｃ接 Ｃ 主机上 。提 出了一种通用 的图像数据采集处理流程 ，采 用双 缓存机制 ，使得 图像数据 的传输与 处理 同时进行 ，充分利用系统资源 ，提高系统实时性 。
分别为像素时钟、行有效信号 Ｌ Ａ 、以及 ８位 ＶＬ
图像数 据 。 机每 次 曝光后 会输 出一行 图像数 据 ， 相 此 时 Ｌ Ａ 变 为有 效 ，每 个像 素周 期输 出一 个 ８ ＶＬ
位 图像 数据 ，而 Ｆ ＧＡ 通 过 内部 生成 的 ＦＦ 来 Ｐ ＩＯ
缓 存这 些 图像 数据 ，其 逻辑 结构 图如 图 ２所 示 ， ＦＦ 大 小为 ２ ６ ６ｂｔ一次缓 存 ２ｋ 图像数 据 。 ＩＯ ５ ｘ４ ｉ ， Ｂ 由于 Ｄ ４ 的外 部 存储 器 接 口（ＭＩＡ） 宽为 Ｍ６ ２ Ｅ Ｆ 位
关键词 ：图像采集 ；Ｄ ４ ；Ｆ Ｇ Ｍ６ ２ Ｐ Ａ；Ｐ Ｉ Ｃ 中图分类号 ：Ｔ ３ １ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１７ — ８ １ ０ ０ — ２ — ３ Ｐ ９． ４ ６ ２ ４ ０ （ １）３ ０ ７ ０ ２ １
机器 视觉 已被广 泛 地应 用 于工 业检 测领 域 ， 如 基 于 机器 视 觉 的布 匹表 面疵 点检Ｎ ｔ以及 带 钢 ｌ Ｊ 表 面 缺 陷检 测 【等 。这 些检 测通 常都 是 由Ｃ Ｄ线 ２ Ｊ Ｃ 阵相机 对 传送 带 上运 动 的物 体表 面 进行 成像 并 由 图像采 集 处理 系 统进 行 图像 采集 和 数字 处理 ， 由 于 拍摄 对 象 为运 动物 体 ，所 以需要 对物 体 的运 动 以及相 机 的曝 光进 行 同步 ， 以达 到 １ｌ等 比例 采 ： 集 的 目的 ，防 止采 集 到 的 图像 拉伸 变 形 Ｌ，而 且 ３ Ｊ
２１年６ ０１ 月
机 电技术
２ ７
高速等 比例图像采集处理系统设计
陈 敏
（ 汉软件工程职业学 院 电子信 息与 自动化工程系 ，湖北 武汉 ４ ０ ０ ） 武 ３２５ 摘 要 ：提 出了一种基于 Ｆ Ｇ 与 ＤＳ ＰＡ Ｐ的高速等 比例图像采集处理系统 的设计方法 ，通过对相机曝光频率与被拍
接 口与ＣＣ 线 阵相机 相连 ，并通 过增 量 式编 码器 Ｄ 的输 入 脉冲 来 控制 相机 的曝光 ，使其 与被 拍 摄物 体 的运 动 同步 ， 以达到 等 比例 采 集 的 目的 。ＤＳ Ｐ
作 者简 介 ：陈 敏 （９ ３ ） １８ 一 ，女 ，硕 士 ，助 教 ，研 究方 向：机器 视觉 。
Ｍ ￣ ｔｒ ｈ ｏ
Ｉ
０
Ｄ
１． ｛ｌ ｌ． Ｃ￣ ．． ｌ ｌ酣 舰 ．． ｌ ． ｍ ．一 ． ∞ ａ 釉黼
图 １ 图像采集处理系统硬件结构框 图
采 用 良好 的硬 件及 软 件 构架 ，使 得 该系 统 能等 比 例 的在 线采 集 并处 理拍 摄 到 的图像数 据 。
将Ｆ ＧＡ采 集 到 的 原始 图像 数 据通 过 其 内部集 成 Ｐ 的Ｐ Ｉ 口发 送 ￣Ｐ Ｉ Ｃ接 Ｊ ｌＣ 主机 上 ， 同时ＤＳ 还将 负责 Ｐ 对这 些数 据 进行 处理 ，并根 据 处理 的结 果控 制其
ＧＰＯ的输 出 。 Ｉ
工业检测往往是在线完成的，对 图像处理系统 的 数据处理和传输能力提出了较高的要求 。本文提