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数字图像处理技术在螺纹检测中的应用研究

作　者: 朱杰
导　师: 陈书旺
学　校: 河北科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 螺纹 DSP 数字图像处理 CCD图像采集 存储模块
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


数字图像处理技术是实现系统状态检测和故障诊断的重要研究部分,在自动化生产中变的越来越重要,尤其在机械生产中。本文论述了此课题研究的背景、主要内容,详细阐述了图像处理算法,利用这些算法给出螺纹的处理图像以及仿真结果。本文设计了一种基于DSP芯片的图像采集处理系统,并选用美国TI公司生产的TMS320VC5416 DSP芯片做为核心处理器；以CCD为图像采集模块,利用CCD图像传感器对采集到的信号进行光电转换和A/D转换,转换之后送入DSP芯片对数据进行处理和分析；将处理的图像送PC机进行显示；将处理数据存储在SDRAM中;在此基础上设计开发了图像采集处理的软硬件综合系统。在硬件方面,主要包括以下几个部分：数据采集部分电路设计、数据处理部分电路设计,外围控制电路,以及存储模块的设计电路四个部分,通过这四个部分构成一个整体的图像采集、处理以及存储系统。从而将这个系统利用在螺丝的生产中,检测螺纹的缺陷以及合格的程度,从而提高生产的质量。本系统的软件部分采用VC++实现,主要实现了对采集到的图像的数据处理,以及数据处理过程中算法的实现。系统大大提高了实验的测量精度和数据处理的准确性,降低了生产时间与成本。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 课题研究背景以及相关理论  9-11
    1.1.1 课题研究背景  9-10
    1.1.2 涉及学科和理论介绍  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 论文主要研究内容  13-14
第2章 数字图像处理原理及影响因素  14-18
  2.1 图像处理原理  14-15
    2.1.1 数字图像处理的系统构成  15
  2.2 影响螺纹生产中检测精度的主要因素  15-17
    2.2.1 几何畸变  16-17
  2.3 本章小结  17-18
第3章 图像处理系统的总体设计  18-27
  3.1 系统总体设计方案  18-21
    3.1.1 系统整体结构设计  18-20
    3.1.2 系统总体工作流程  20-21
  3.2 设计的芯片选择  21-26
    3.2.1 核心处理器的选择  21-22
    3.2.2 图像传感器芯片选择  22-24
    3.2.3 存储器选择  24-26
    3.2.4 接口芯片选择  26
  3.3 本章小结  26-27
第4章 系统硬件电路设计  27-40
  4.1 系统的硬件结构  27-28
  4.2 外围电路以及接口电路的设计  28-30
    4.2.1 晶振电路  28
    4.2.2 复位电路  28-29
    4.2.3 串行接口电路  29
    4.2.4 电源电路  29-30
  4.3 图像采集电路  30-34
    4.3.1 CCD的工作原理  31
    4.3.2 CCD图像采集系统框架  31-32
    4.3.3 驱动电路基本组成  32-34
  4.4 存储电路  34-37
    4.4.1 主要管脚信号  34
    4.4.2 SDRAM的初始化  34-35
    4.4.3 SDRAM的读写操作  35-36
    4.4.4 SDRAM控制器的设计实现  36-37
  4.5 图像显示电路  37-39
    4.5.1 D/A转换电路  37-38
    4.5.2 显示接口电路  38-39
  4.6 本章小结  39-40
第5章 图像处理算法的实现  40-57
  5.1 图像预处理  40-43
    5.1.1 低通滤波  40
    5.1.2 高通滤波  40-41
    5.1.3 线性滤波  41-42
    5.1.4 中值滤波  42-43
  5.2 图像的二值化  43-44
    5.2.1 固定阈值  43
    5.2.2 迭代式阈值  43-44
  5.3 边缘检测  44-50
    5.3.1 边缘检测局部算子法  45-50
  5.4 图像仿真  50-53
    5.4.1 边缘剥离  50-51
    5.4.2 算法流程  51-52
    5.4.3 仿真  52-53
  5.5 螺纹几何参数计算  53-56
    5.5.1 图像边缘增强  53-54
    5.5.2 螺纹轮廓提取  54-55
    5.5.3 螺纹几何参数计算  55-56
  5.6 本章总结  56-57
第6章 螺纹检测软件系统  57-61
  6.1 软件设计的环境选择  58
  6.2 应用程序功能介绍  58-60
    6.2.1 图像采集模块  60
    6.2.2 图像处理模块  60
    6.2.3 图像存储模块  60
    6.2.4 图像显示模块  60
    6.2.5 图像打印模块  60
  6.3 本章小结  60-61
总结  61-62
参考文献  62-65
攻读硕士学位期间所发表的论文  65-66
致谢  66-67
个人简历  67

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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