FPGA与CCD相机驱动的高速纸病检测系统设计与实现

本文主要探讨了在高速纸机生产过程中，如何利用FPGA（现场可编程门阵列）和线阵CCD（电荷耦合器件）相机技术来设计和实现一种高效、实时的纸病检测系统。针对高速纸机运行时图像数据量大且对实时性有高要求的问题，作者首先介绍了FPGA的优势，它以其并行性和高速运算能力在纸病图像的采集阶段发挥作用，能快速处理大量数据，确保图像的实时获取。 在具体实现上，文章详细阐述了如何通过FPGA控制CCD相机进行高速图像采集，并进行了初步的预处理，如纸病图像的抓取。预处理后的图像上传到上位机后，进一步利用灰度阈值分割和二值图像分析方法，通过对纸病图像特征的识别，如边缘检测（如Sobel边缘检测算法）和分型盒维数分析，来确定纸病的具体类型。这种设计有助于提高纸病检测的速度，同时降低系统的成本，因为FPGA的灵活性和效率减少了对专用硬件的需求。 此外，与传统基于机器视觉的计算机纸病检测系统相比，该方案在速度和成本方面更具优势，解决了高速纸幅缺陷检测中的实时性问题。然而，它也注意到了早期基于FPGA和DSP的系统存在的结构复杂、开发周期长以及通用性不强的局限性。因此，本文提出的新设计旨在克服这些问题，通过将FPGA与计算机技术结合，实现了高效、实时且易于扩展的纸病检测解决方案。 本文的研究成果对于优化造纸工业的生产流程，提升产品质量，降低运营成本具有重要意义，为高速纸病检测领域的技术创新提供了有价值的方法和技术支持。