基于FPGA和CCD相机的纸病检测系统的设计与实现

针对高速纸机纸病检测时,图像数据处理量大和实时性的要求,文中采用FPGA(Field Programmable Gate Array)和线阵CCD(Charge-coupled Device)相机技术,介绍了一种高速纸病检测系统的设计。利用FPGA并行性和高速运算能力的特点,控制线阵CCD实现高速下图像采集和进行纸病图像预处理,抓取出纸病图像并上传到上位机,然后利用灰度阈值分割和二值图像分型盒维数的方法确定纸病类型。结果表明,该设计有效提高了纸病检测速度,降低了成本。     

基于“选择性缓存处理机制”的FPGA纸病检测系统

针对纸病检测系统普遍存在的快速性与实时性均较差问题,借鉴人眼视觉中“选择性注意”机制,提出了采用“选择性缓存处理”方法快速提取与检测纸病。系统采用“CCD + FPGA”的模式,利用FPGA流水线并行处理特性对线阵CCD采集到的图像数据流进行预处理与特征提取,并同时缓存纸病区域图像。由于整个处理过程为流水线式并行处理,且仅缓存纸病区域图像,因此极大地提高了纸病提取检测的速度并节约大量的存储空间。结果表明,该方法硬件资源占用率极小,且能快速、准确地提取纸病信息,具有很强的灵活性与实时性,可以满足高速纸机实时检测的需求。     

基于工业相机+FPGA+计算机模式的纸病二次辨识方法

为切实有效解决既有纸病检测系统数据处理不到位等一系列问题,基于工业相机+FPGA+计算机模式提出了纸病二次辨识方法,具体即FPGA通过纸张图像预处理、纸病粗略判断、提取疑似纸病区域、传输疑似纸病区域于计算机等程序,负责完成纸病一次辨识;再由计算机通过多特征量提取、以自适应神经模糊推理系统精确辨识纸病等流程,负责完成纸病二次精确辨识。结果表明,此方法不仅纸病辨别准确率高且具备一定鲁棒性;基于FPGA系统并行算法不仅可迅速实现图像一次辨识,还可显著提升后续计算机的图像二次辨识速度,从而将进一步提高纸病标识与产品复卷剔除的精确度。     

基于自适应神经模糊推理系统的纸病二次辨识

针对造纸生产线上宽幅高速纸机纸病检测系统快速性和精确性的挑战,提出"工业相机+FPGA(Field-Programmable Gate Array)+计算机"模式下的基于自适应神经模糊推理系统的纸病二次辨识方法。使用CCD相机采集纸张图像,通过FPGA完成图像预处理和一次辨识(粗辨识+过辨识);计算机通过自适应神经模糊推理系统(ANFIS)对疑似纸病区域二次辨识(精确辨识),判断出纸病和种类。实验表明,该方法能够准确地辨识各种纸病。     

基于FPGA的纸病预处理系统

针对当前计算机串行数据处理方式难以适应在线纸病检测系统数据实时处理量大的瓶颈问题,采用“FPGA+计算机”的纸病检测硬件结构,利用FPGA(现场可编程门阵列)的并行特性实现图像处理算法的硬件加速,对CCD高速摄像机拍摄的纸病图像进行预处理,初步确定可能出现纸病区域的位置和大小,并将这些区域的图像信息通过以太网发送到计算机做纸病的进一步辨识和分类.试验结果表明,这种结构可以极大地减轻计算机的运算量,提高纸病检测系统的精确度和效率.     

基于FPGA的纸病检测预处理算法的实现

利用DSP Builder工具在MTALAB/Simulink中设计纸病图像预处理算法,然后将算法的Simulink模型转换为FPGA的硬件代码。硬件在环测试验证了算法可以对纸病图像进行滤波、检测边缘和定位处理。利用FPGA对纸病图像进行预处理,可以满足纸病检测系统需实时处理大量数据的要求。     

基于两次二维Daubechies小波变换的纸病在线辨识方法研究

针对造纸生产线上纸病在线检测系统光源不均匀性和纸病难以识别的问题,通过建立纸病图像背景模型实现动态补偿光源的不均匀成分,并根据不同纸病图像的灰度分布规律,两次使用二维小波变换增强其灰度轮廓信息和提取灰度特征,以实现纸病的在线辨识。实验结果表明,该方法可以显著提高纸病辨识精度。     

基于BCS-SPL压缩感知算法的纸病图像重构

随着造纸工业纸机速度和纸幅宽度的增长,传统的纸病检测处理方式面临着图像数据传输量剧增,纸病检测系统难以实现实时性处理的问题。压缩感知理论能够有效降低数据的采样量,但将压缩感知应用于二维纸病图像时,面临着重构纸病图像质量不高的问题。本研究采用分块压缩感知(BCS)-平滑投影Landweber(SPL)重构算法对纸病图像进行重构,并着重研究了该算法在不同采样率和不同图像分块大小下的重构效果。实验结果表明,在压缩感知框架下,通过BCS-SPL算法重构的低采样率纸病图像具有较高的图像质量,有效降低了纸病图像数据的传输量。     

边缘跟踪算法在多纸病图像分割中的应用

为了解决纸病检测中多纸病图像分割问题,提出了一种改进的边缘跟踪算法。该算法首先搜索得出纸病边缘的链码,并通过记录坐标取得图像的外接矩形,然后提取每个矩形中的纸病图像。结果表明,该算法能够有效提取纸病图像的边缘,并对多纸病图像能够完成精确的分割。     

一种基于连通域标记的纸病检测算法

提出了一种基于段的连通域标记处理算法,同时对纸病区域进行连通域标记和形状特征值提取,旨在提高纸病检测的准确率和效率。该算法利用纸病区域为简单连通图像的特点,采用段技术实现了纸病区域的标记处理,探讨了在标记处理同时快速统计与形状特征值计算有关的中间参数的方法,利用标记结果及形状特征值实现了纸病的快速检测。该算法优化了标记处理与形状特征值提取的过程,减少了纸病图像的扫描次数。结果表明,该算法达到了准确、快速的纸病检测效果,且易于扩展到实际的纸病检测系统中。     

ULMA NTi纸病检测系统

ULMA NTi纸病检测系统是基于CCD相机的光学测量系统对纸幅快速拍照，利用计算机进行灰度比例分析，然后自动判别纸病，本文介绍了广州造纸有限公司PM5～PM8新闻纸机ULMA NTi纸病检测系统的设备组成，检测原理，应用，操作，维护及常见故障的判断等，说明了纸病检测系统对新闻纸质量的监控作用。     

溢流染色机网络化监控系统设计

为解决传统溢流式染色机的染色生产工艺中,人为因素严重影响染色工艺的一致性、染色质量、每单位产品的能耗的控制的问题,提出一种溢流式染色机网络化监控系统,通过将各染色机控制器作为下位机通过RS485总线进行组网, 并配置了上位控制机及系统监控软件,从而实现了对各染色机的工艺参数下达、远程动态显示设备的运行状态、历史数据保存、故障分析等集中监控功能。应用测试表明,在系统监控下的不同染色机的最大染色误差在0.5%以内,布料的染色过程的上染时间减少5-8分钟,按实验用例分析,能耗可比原来降低15%。     

基于图像局部方差的亮度矫正下番茄表面缺陷检测方法

目的:解决番茄表面缺陷颜色复杂多变、纹理变化不规则导致的缺陷提取不准确的问题。方法:提出一种考虑亮度矫正下基于图像局部方差的番茄表面缺陷分割方法。在采用直方图阈值分割方法分割花萼与茎疤以及领域像素加权和替代原像素的方法完成亮度矫正的基础上,将番茄表面灰度图像划分成若干图像块,使用图像像素方差对各图像块的颜色进行表征,将缺陷区域与健康区域区分开。使用SVM模型对番茄表面缺陷区域面积占原图中番茄面积的比例进行检测。结果:考虑亮度校正后对番茄缺陷区域提取准确率提高了27.74个百分点,在此基础上,与全局阈值、动态阈值、区域生长算法相比,基于图像局部方差的缺陷提取方法能够实现番茄表面缺陷的准确定位与完整提取,以缺陷面积比为输入的高斯-SVM模型对番茄表面缺陷检测的精度达96%。结论:考虑亮度矫正下,基于图像局部方差的SVM缺陷提取方法适用于番茄表面缺陷检测。     

Development of a machine vision system: real-time fabric defect detection and classification with neural networks

In this study, a machine vision system is developed to achieve fabric inspection and defect classification processes automatically. The system consists of an image acquisition hardware and an image processing software. A simple and portable system was designed so that it can be adapted easily to all types of the fabric inspection machines. The software of the system consists of defect detection and classification algorithms. The defect detection algorithm is based on wavelet transform, double thresholding binarization, and morphological operations. It was applied real time via a user interface prepared by using MATLAB^® program. The defect classification approach is based on gray level co-occurrence matrix and feed forward neural network. Five commonly occurring defect types, warp lacking, weft lacking, soiled yarn hole, and yarn flow, were detected and classified. The defective and defect-free regions of the fabric were detected with an accuracy of 93.4% and the defects are classified with 96.3% accuracy rate.     

定形机集中控制管理系统的设计与实现

为了解决定形机的集中管控、系统集成以及数据管理的问题,提出了一种定形机集中控制管理系统设计方案。基于模块化设计方法、数据库技术以及网络通信技术,搭建了系统总体框架;设计了基于OPC UA的网络拓扑以实现机台组网;描述了设备管理、数据采集与监控、排产管理、能耗统计分析等主要功能的设计原理。实际应用表明,该系统功能完整度高,适应性好,具有较高的灵活度与开放性,能够快速实现机台组网,并可以方便地与第三方信息系统进行整合;应用该系统后,设备利用率、生产效率、能源消耗以及人工成本等方面得到了明显改善。     

高效节能双组份注塑系统及设备开发

对双组份注塑成型机的工艺特点以及国内现有机型不足的分析基础上,进行了高效节能双组份主注射系统和副注射系统的设计,开发出新型的双组份注射前模板转盘装置,在满足普通双组份注射制品要求的同时,解决了制品浇冒口暴露在外部的缺陷;计算了注塑系统的功率和能耗,工作性能稳定、效率高,控制系统先进,具有明显的节能优势,整机性价比高,满足分清双色或云彩混双色的两种组份塑件制品成型的要求。     

公共直流母线技术在纸机传动系统中的应用

介绍了公共直流母线系统的组成和在造纸机电气传动系统中的应用,并对造纸生产线中主回路几种供电方式进行了此较,同时给出了各供电方式的应用选择依据.将公共直流母线技术应用于纸机生产线的电气传动控制系统,可使系统稳定、提高调速精度,同时可合理利用系统制动过程中产生的再生能源.     

热泵供热及烘缸干燥强度的研究

通过典型的纸机运行实例研究,证明采用自行研制的可调节式热泵供热系统用于造纸机干燥部,可明显提高纸机烘缸有效面积干燥强度、纸机车速和产量。     

基于简单加权分析的花椒果皮DNA快速提取方法比较研究

目的 开发和探究适用于花椒基因组DNA的快速提取方法。方法 选取8种不同品种的花椒,分别利用3种不同的DNA提取方法,包括一管式植物DNA抽提试剂盒、基于载体的纤维素滤纸提取法和无菌拭子浸入法,进行花椒果皮基因组DNA快速提取,比较不同DNA提取方法在花椒果皮基因组提取中的效果。其中纤维素滤纸提取法和无菌拭子浸入法均通过载体转移进行DNA的快速提取,基于十六烷基三甲基溴化铵(hexadecyl trimethyl ammonium bromide, CTAB)和十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate, SDS)两种不同的裂解液,在3 min以内即可提取DNA并得到聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)扩增体系。通过简单加权(simple additive weighting, SAW)分析,基于PCR扩增能力、提取时间、提取成本、试剂安全性、程序简单性等方面进行综合评分。结果 所选的快速提取试剂盒不适用于花椒果皮这类含次生代谢物较多的实验材料,而无菌拭子、纤维素滤纸两种载体提取得到的花椒果皮DNA均可以进行后续的PCR操作,...     

基于疑似目标区域判定方法的卷烟透明包装缺陷检测

针对GD,BE等主流卷烟包装机缺少散包烟盒的检测和剔除功能的问题,基于疑似目标区域判定方法设计开发出一套检测装置:通过对烟盒表面进行高度测定,对检测信息进行模拟信息动态计算,进而实现对卷烟产品质量的判断.该检测装置安装简单,调整方便,性能可靠,可有效减少因机械振动造成的误检,提高卷烟包装质量.