[发明专利]基于FPGA的标记面积块上限分离分道方法

说明书

本发明公开了基于FPGA的标记面积块上限分离分道方法，包括以下步骤：设定起始像素和结束像素，使图像像素与滑槽宽度相对应；将起始像素、结束像素、设定的连通面积块下限值和上限值发送至FPGA；设定比较器组；设定k个寄存器，将上限通道值缓存k行后输出；根据连通域算法得到的面积块面积值来确定是否需要对这k个寄存器进行清零；在I+2^N时钟之后，一行像素扫描完毕，当前行通道值压入寄存器队列，k行之前的通道寄存器发送给高速气阀控制板，满足喷气吹离要求的通道为1，否则为0。本发明精确有效地识别某个预设范围内的面积块并且做出相应操作，极大地降低了误识别或误操作的概率。

技术领域

本发明属于工业机器视觉领域，涉及一种基于FPGA的标记面积块上限分离分道方法。

背景技术

分选设备是工业上一种较为常用的装置，将物料放入滑槽中均匀滑落，由线阵相机采集物料的图像数据，根据图像的特征不同，通过高速气阀喷气吹离来剔除物料。通过以图像连通域算法为基础的标记面积块面积计算方法，可以较为容易地分辨出大于某一面积的面积块，但是由于面积是从小到大累计得到的，因此难以区分出小于某一面积的面积块。并且，由于线阵相机的拍摄范围和滑槽的宽度不尽相同，需要确定出整个滑槽和相机拍摄的像素之间的对应关系，才能完全识别所有的面积块。目前的面积块上限分离分道方法，大多以DSP或CPU实现，难以达到极高的实时性，因此时常会有喷不中或漏喷的现象，所以，需要一种高速且精确的面积块上限分离分道算法，判断标记面积块大小是否小于某一面积值，并确定面积块所在的位置，来实现高速气阀对小于某个值的面积块的精确喷气吹离。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于FPGA的标记面积块上限分离分道方法，这种方法主要使用在分选设备上对面积块大小进行区分的功能中，主要包括：通过初始化线阵图像的起始像素和结束像素，来设定滑槽通道划分和图像像素的一一对应关系；通过标记面积块面积和预设面积下限值的对比，确定是否需要对某个标记的面积块进行喷气吹离，并进行缓存；通过标记面积块和预设面积上限值的对比，确定是否需要对缓存的通道值进行清零操作，从而达到不喷气的效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种基于FPGA的标记面积块上限分离分道方法，包括以下步骤：

S10，设定起始像素pixstart和结束像素pixend，使其与滑槽的宽度相对应，则通道对应的图像总像素数量odd＝pixend-pixstart+1，再将这些数据以及面积上限值AREA_max和下限值AREA_min全部发送给FPGA，则当前像素所在的通道cal_temp＝((data_cnt-pixstart)*2^N*M/odd)N，其中，2^N为一行像素数量，M为划分的通道数，data_cnt为当前像素标号；

S20，设定k个M位通道寄存器，分别为channel_temp1、channel_temp2、channel_temp3、channel_temp4…channel_tempk，以队列形式用于缓存输出的通道值，每一行像素结束时输出一个M位的通道值，当前行的面积块判决结果会延迟k行像素之后再输出；

S30，设定比较器，输入为cal_temp和0，如果相等，则表示当前处理的像素处于第一个通道，需要对通道寄存器channel_tempk进行清零；

S40，设定比较器组；

S50，设定比较器D，输入为当前面积块面积sum_data_up和连通面积块上限值AREA_max；设定比较器E，输入为当前像素clr_in和0；同时设定状态机S(0)-S(i)，用来对超过上限值的面积块对应的通道值进行清零；在I+pixstart时钟和I+pixend时钟之间，如果当前连通面积块的面积sum_data_up大于连通面积块上限值AREA_max，且当前像素clr_in大于0，说明当前面积块不满足喷气吹离要求，需要对寄存的前k行通道值进行清零；