1.2 图象检测单元

DSP也称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。近年来DSP技术向更小、更快、更便宜的方向发展。与普通微机相比，基于DSP的处理系统更适于工业上的推广。在本系统设计中，图像检测单元的任务主要通过TMS320C6201来完成。其功能结构见图3。

两路高速A/D(40M，12Bit)可同时采集，采样频率可变；输入信号的范围为 0.5V。板上配置了高速同步存储器SBSRAM(128*32Bit)和SDRAM(4M*32Bit)；双口RAM(4K*32Bit)缓存A/D采样或相关处理结果，同时实现采样数据与DSP之间的数据交换。

由于VLSI技术和电子设计自动化(EDA)的不断发展，专用集成电路(ASIC)技术的日新月异，电子系统正向单片化、集成化方向发展。现场可编程门阵列(FPGA)具有设计制造快、风险小、使用灵活、能反复修改和在线测试等优点，现场可编程的FPGA芯片在工业图像检测系统中显示出很大的应用优越性。本文利用一片FPGA完成了电路的地址译码，行列地址发生、偏移，行场同步控制，多路地址、数据选择以及时序控制的功能，从而使整个检测单元的体积得以大大减小。电源模块可为TMS320C6201的I/O、存储器、EPLD及接口芯片提供3V电压，同时为TMS320C6201提供1.8V的内核电压。EPLD用来完成PCI接口的设计，接口满足PCILocalBusRevision2.1协议；USB接口遵守USB2.0协议，可提供高速传输。

2 系统的软件设计

中心处理单元的单片机程序主要完成空瓶的位置判断、被测部位的快速锁定并向各个图像处理单元发送采样命令；将各个图像处理单元的处理结果进行统计、显示等等。图像检测单元的程序主要完成空瓶各部位的图像采集，并通过各种算法对图像进行数字处理、识别以及最终判断等等。

灌装线速度可高达700瓶/min，而各个图像处理单元是并行处理，这就意味着任何检测单元的处理时间不能高于85ms/瓶，所以是否能选用快速、有效的算法是该系统设计成败的关键。空瓶不同部位的图像处理算法各不相同，由于篇幅有限，本文只以瓶底图像的检测为例来介绍。

2.1 软件编程思路

由于采用由瓶子底部照明、顶部摄取图像的方法，不透明污物、裂纹等在瓶底图像中出现明显可见的暗区域，其灰度值与临近背景灰度值有较明显的差别(见图4)。但由于回收的瓶子规格不一致，其底部的厚度、透明度、色度等有较大差异，因而其图像灰度分布有较大差异。显然，对不同种类的瓶底图像不能采用同一固定特征门限。此外，每个瓶底自身结构不均匀等因素，使得同一瓶底的不同区域灰度分布有较大差异，因此，对同一瓶底的不同区域需采用不同的自适应特征门限，程序流程如图5。