機(jī)器視覺色選系統(tǒng)是集光、電、氣、機(jī)及圖像處理為一體的智能化分選設(shè)備，一般分為黑白色選系統(tǒng)和彩色色選系統(tǒng)。目前，彩色色選系統(tǒng)通常采用計(jì)算機(jī)作為圖像處理的核心，該系統(tǒng)具有體積大、篩選效率低的缺點(diǎn)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于彩色色選系統(tǒng)的分辨能力、識(shí)別精度和篩選效率提出了越來越高的要求。本文研究基于機(jī)器視覺的嵌入式色選系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)具有集成度高、實(shí)時(shí)性好、功耗低、可靠性高的特點(diǎn)，將其應(yīng)用于彩色色選系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　本文以DALSA 的彩色線陣CCD 相機(jī)為傳感元件，以FPGA XC3S500E 和DSP TMS320DM6437 為處理核心，設(shè)計(jì)圖像采集單元、圖像處理單元、圖像顯示單元和篩選執(zhí)行單元，完成彩色色選系統(tǒng)的嵌入式平臺(tái)設(shè)計(jì)。采用FPGA IP 核技術(shù)構(gòu)造雙口RAM，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀取的分離控制。設(shè)計(jì)FPGA與DSP 的EMIF 通信接口，通過VHDL 語言編程實(shí)現(xiàn)FPGA 與DSP 的數(shù)據(jù)交換。編寫VGA 顯示電路的驅(qū)動(dòng)程序，以640 480 的分辨率顯示相機(jī)所采集的彩色圖像。

　　以破損花生為試驗(yàn)對(duì)象，采用仿真工具MATLAB 研究有關(guān)的圖像處理算法，包括以下幾個(gè)方面：采用RGB 顏色模型統(tǒng)計(jì)和分析圖像中不同區(qū)域的像素值，據(jù)此實(shí)現(xiàn)破損區(qū)域和花生顆粒的識(shí)別；研究不同的圖像濾波算法，選取

　　并改進(jìn)中值濾波算法，實(shí)現(xiàn)圖像中脈沖類噪聲的濾除。采用形態(tài)學(xué)運(yùn)算，消除圖像中的點(diǎn)狀和孔狀噪聲，平滑物體邊界輪廓。采用8 鄰域鏈碼算法實(shí)現(xiàn)花生的輪廓檢測(cè)，識(shí)別花生顆粒并計(jì)算每粒花生的破損面積。同時(shí)根據(jù)輪廓線坐標(biāo)計(jì)算花生的周長、面積、長短軸、形心等幾何參數(shù)。

　　在嵌入式機(jī)器視覺色選系統(tǒng)上，移植與測(cè)試圖像處理算法。建立CCS 工程，并配置工程文件，采用C 語言編寫破損區(qū)域檢測(cè)、中值濾波、形態(tài)學(xué)運(yùn)算和連通域檢測(cè)的程序。通過編寫的程序處理工業(yè)相機(jī)采集的圖像，測(cè)試每個(gè)程序的處理效果和運(yùn)行時(shí)間。最后，實(shí)現(xiàn)兩種破損檢測(cè)算法，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析兩種算法的適用范圍。