[发明专利]基于FPGA的输送带撕裂检测方法

权利要求书

1.基于FPGA的输送带撕裂检测方法，其特征在于，所述方法包括下属步骤：

(1)在输送带上方安装摄像头对输送带进行长期不间断的录像，对获取的图像进行亮度判断，调整LED补光灯的输出电压，使不同环境下录制的视频都能保持清晰；

(2)通过Verilog HDL硬件描述语言编程，实现FPGA的逻辑电路对接收到的图像数据进行实时预处理；

(2a)从录制的输送带视频中逐帧取图；

(2b)对获取的图片，使用f(i,j)＝0.2989R(i,j)+0.5870G(i,j)+0.1140B(i,j)进行灰度变换，其中f(i,j)表示灰度值，R(i,j)表示红色分量值，G(i,j)表示绿色分量值，B(i,j)表示蓝色分量值；

(2c)对经过灰度变换的图片使用g(i,j)＝median{f(i-k,j-l)},(k,l)∈H进行中值滤波，其中(i,j)表示原始图片的某一像素的位置坐标，g(i,j)表示对原始图片(i,j)位置的灰度变换后的像素值，f(i-k,j-l),(j,l)∈H表示滤波模板窗口H在原始图片(i,j)像素上的各个像素值，median{}表示选取{}里所有像素值的中间值；

(2d)对经过中值滤波的图片使用|G|＝|G_x|+|G_y|，进行边缘检测，其中A表示经过中值滤波的原始图像，G表示经过边缘检测后的图像，G_x表示经过水平边缘检测的图像灰度值，G_y表示经过垂直边缘检测的图像灰度值；

(2e)对经过边缘检测的图片使用P＝P₁₁&P₁₂&P₁₃&P₂₁&P₂₂&P₂₃&P₃₁&P₃₂&P₃₃进行腐蚀计算，其中P是腐蚀计算的中心像素点，P₁₁-P₃₃是腐蚀计算中心像素点3×3像素矩阵中9个像素点；

(3)将FPGA芯片与DDR3 SDRAM相连，将DDR3 SDRAM芯片作为帧缓存模块，用以存放待测图像数据和标准图像数据；

(4)在启动检测之前将在良好光照条件下提前录制的输送带标准图像存入帧缓存模块；

(5)从帧缓存模块同时提取标准图像和待测图像，将标准图像作为背景帧，将待测图像作为当前图像帧，将两幅图像使用进行背景差分算法，其中X_ij为当前图像帧的像素点，Y_ij为背景帧的像素点，θ为背景差分算法得到的返回值；

(6)判断相减后得到的返回值θ是否大于“撕裂”阈值，若大于“撕裂”阈值则判断为出现撕裂,若小于“撕裂”阈值，则等待下一帧待测图像与标准图像进行差分处理；

(7)若判断为“撕裂”，则将θ与δ进行比较，如果δ>θ,则使用打标机进行打标，如果δ≤θ则进行紧急停车，发出警报，其中δ“撕裂”体积阈值；

(8)将判断为撕裂的图片通过HDMI接口传送到显示器上。