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基于LDA的烟支成像及缺支检测系统下位机设计（硕士学位论文），共63页。
摘要
卷烟厂的香烟包装流水线上,需要对烟包进行缺支检测,剔除不合格的烟包。目前,国内卷烟厂大多都采用基于光电法的检测设备,存在检测元件多、检测信号易受烟丝颜色影响等问题,实际使用中存在误判的现象较大。本文提出了一种新型的在线检测方案,该方案是基于x射线对烟包进行成像缺支检测。整个检测系统中,成像模块的设计起至关重要的作用,本方案采用的是基于X射线成像进行设计检测。本文首先介绍了 X射线的相关特性及其成像的发展史,通过对X射线数字化实时成像技术的了解,本文提出了一种新型的成像方案,实现了操作方式简单、成本低、速度快、检测效率高等优点。该方案主要以LDA (Linear Detector Array)即线阵探测器做为传感器,FPGA做为核心处理器,配合AD转换器、Camera Link传输线及图像转换卡,实现数字化实时成像。为提高图像质量及检测效率,在上位机对采集到的烟支图像进行后期增强处理。
本文着重分析和设计了系统的下位机(LDA射线相机)技术及在上位机进行的图像处理技术。目前己完成对烟支成像、图像增强及缺支判断等工作,达到了预期效果。
关键词:X射线成像,FPGA,LDA(线阵探测器),Camera Link,图像处理。

目录
Abstract II
1绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研宄的目的 1
1.3课题主要研究的内容 1
1.4本章小结 2
2 X射线及其成像技术 3
2.1 X射线的产生及其特性 3
2.2 X光管 4
2.2.1反射式X光管 4
2.2.2透射式X光管 5
2.3 X射线与物质的相互作用 6
2.4 X射线的衰减及影响射线衰减的因素 7
2.5 X射线成像技术的发展 7
2.5.1 CR (计算机放射摄影)技术 8
2.5.2 DR (Digital Radiography)技术 8
2.6成像性能评价指标 10
2.6.1相对灵敏度 10
2.6.2分辨率 10
2.7系统整体方案设计 10
2.7.1系统的整体结构 10
2.7.2系统装置组成部分 11
2.8本章小结 11
3成像系统下位机设计 12
3.1高压电源及X射线管 12
3.2相机硬件电路设计 13
3.2.1 LDA传感器电路设计 14
3.2.2 AD7934 电路设计 17
3.2.3数据存储模块 19
3.2.4 FPGA电路配置 20
3.2.5 Camera Link 接 口 电路设计 22
3.2.5.1 Camera Link 接 口技术 22
3.2.5.2 Camera Link 相机信号 22
3.2.5.3 Camera Link 端 口 定义及分配 23
3.2.5.4 Camera Link 连接器、电缆 25
3.2.5.5 芯片组 25
3.2.5.6 Camera Link 电路配置 26
3.2.6电源及晶体振荡电路设计 28
3.3基于FPGA的控制模块设计 30
3.3.1 LDA控制模块设计 30
3.3.2 AD控制模块设计 32
3.3.3 RAM控制模块设计 35
3.3.4数据非均匀性校正 37
3.3.4.1 —点校正法 37
3.3.4.2两点校正法 37
3.3.4.3多点校正法 39
3.3.4.4三种校正方法的对比 39
3.3.5两点校正法的硬件设计 39
3.3.5.1定点数乘法定义 40
3.3.5.2存储器模块设计 40
3.3.5.3乘法器模块设计 41
3.3.5.4加法器模块设计 41
3.3.6 Camera Link控制模块设计 42
3.4本章小结 43
4上位机及图像处理算法研宄 44
4.1 Cam Expert 简介 44
4.2图像还原板卡具体工作方式配置 44
4.3图像增强及缺支识别 47
4.3.1 灰度 48
4.3.2空域法 48
4.3.3频域法 49
4.3.4线性灰度变换 49
4.3.5中值滤波 50
4.3.6香烟的缺支检测判断 52
4.4本章小结 52
5回顾与展望 53
5.1回顾 53
5.2展望 53
致 ^ 54
参考文献 55