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基于SOPC的柑橘多光谱检测方法研究

作　者: 强佳
导　师: 张宝峰；朱均超
学　校: 天津理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 柑橘检测多光谱片上系统图像处理
分类号: O433
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

柑橘的内、外在品质是衡量其商品质量的重要指标,目前尚缺乏快速有效的检测方法。本文基于多光谱技术对柑橘品质检测进行分析和研究,并结合片上系统技术(SOPC)研究其快速实现方法。SOPC技术作为一种可裁减,配置灵活的片上系统解决方案,可以方便地实现柑橘多光谱数据的采集、处理和输出等功能,并将这些功能集成至单片FPGA芯片中。本文设计了基于FPGA的彩色线阵CCD图像传感器(TCD2252D)的信号驱动电路,CCD在五路驱动信号的作用下工作,被测柑橘经多光谱光源照射后,彩色图像传感器将被测柑橘的光电信号送往SOPC系统,完成图像采集、处理和传输等操作。针对柑橘正常和异常部位的多光谱反射特性差异,采用硬件方式完成柑橘图像中值滤波算法,利用PCA主成分分析法完成柑橘表面异常部位的检测,完成的主要工作如下:1.根据柑橘的光学反射特性,参照相关的柑橘检测系统原理,设计了基于LED器件的多光谱光源电路。2.根据彩色图像传感器TCD2252D的数据手册中其工作的时序要求,设计了彩色CCD的硬件驱动信号时序。3.分析了基于SOPC的数据采集方法原理,设计了基于FPGA硬件平台的SOPC IP核及其外围电路。4.采用HDL硬件描述语言,利用QuartusⅡ软件设计并实现了光电信号的SPI接口模块和数据流的乒乓操作单元IP核,通过综合、编译至顶层文件,仿真结果表明模块的时序功能符合设计要求。5.利用NIOSⅡ软件设计基于轻量级LWIP协议栈的接口函数,用于控制以太网接口,传输柑橘图像至上位机显示。6.最后给出柑橘的多光谱图像中值滤波处理结果,以及主成分分析法后的柑橘受损部位的检测结果。

基于SOPC的柑橘多光谱检测方法研究

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