[发明专利]基于FPGA的线阵CCD波形校正方法及装置

说明书

本发明公开了基于FPGA的线阵CCD波形校正方法及装置，其中装置包括FPGA、外部控制器、外部存储器、线阵CCD传感器，FPGA通过驱动所述线阵CCD传感器获取原始图像数据，将原始图像数据传输至外部控制器，从外部控制器或外部存储器接收校正系数，用于将原始数据与校正系数相乘得到校正结果并输出，所述FPGA包括线阵CCD驱动模块、原始图像数据缓存模块、数据传输模块、校正系数缓存模块和校正系数实时相乘模块。本发明通过外部控制计算出校正系数，并直接缓存在FPGA中，并在外部储存器中备份，简化再次校正时的步骤，实现了线阵CCD传感器的原始图像数据波形畸变的实时校正。

技术领域

本发明涉及机器视觉领域，特别涉及一种基于FPGA的线阵CCD波形校正的方法及装置。

背景技术

当前工业自动化程度越来越高，机器视觉在工业自动化中的应用也越来越普遍。图像传感器作为机器视觉系统的“眼睛”，在整个机器视觉系统中占据了极为重要的地位。由于光照不均、镜头折射、传感器自身感光特性等原因，由图像传感器采集到的原始图像数据画成的波形会存在一定的畸变。

现有技术中，通常是将原始图像数据传输至PC端，在PC端通过软件算法对原始图像数据加以校正，再将校正后的图像数据用于后续的图像处理或者显示给用户。

但是，采用现有的技术由于数据传输的延时，使波形校正过程无法达到实时进行，对机器视觉系统的工作速率会有一定的限制。

发明内容

本发明实施例针对现有技术的不足，提出一种基于FPGA的线阵CCD波形校正方法，包括以下步骤：

101：FPGA通过驱动线阵CCD获取一行原始图像数据，并缓存于FPGA中；

102：外部控制器通过向FPGA发出请求，经过数据传输，从FPGA端获取一行原始图像数据；

103：重复步骤101、102若干次，直到外部控制器获得多行原始图像数据组成一帧原始图像数据；

104：外部控制器通过对一帧原始图像数据的计算得到一系列校正系数；

105：外部控制器将所得到的一系列校正系数存储到外部储存器中，并把这一系列校正系数传回FPGA端；

106：FPGA端接收所传的一系列校正系数，并缓存；

107：FPGA在下一个线阵CCD驱动周期，在获取原始图像数据的同时，从自身缓存中取出所缓存的校正系数，将其与对应的原始图形数据相乘得到校正后的图像数据。

优选地，在所述105之前还包括对104中的一系列校正系数进行放大操作。目的是为了将含有小数的校正系数映射到整数域，以便FPGA端能够直接存储并应用。

优选地，在所述107之后还包括将所述相乘后的图像数据进行缩小操作。目的是将被放大数据域的图像数据还原到原始图像数据的数据域。

优选地，在所述105中，在第一次105完成之后，对104中所述的一系列校正系数，外部控制器直接从外部存储器中得到，而不需要经过101-103重新计算得到。

基于上述目的，本发明还提供了一种基于FPGA的线阵CCD波形校正装置，包括FPGA、外部控制器、外部存储器、线阵CCD传感器，其中，

所述FPGA通过驱动所述线阵CCD传感器获取原始图像数据，将原始图像数据传输至外部控制器，从外部控制器或外部存储器接收校正系数，用于将原始数据与校正系数相乘得到校正结果并输出，所述FPGA包括线阵CCD驱动模块、原始图像数据缓存模块、数据传输模块、校正系数缓存模块和校正系数实时相乘模块；

所述外部控制器，用于系统工作流程控制，从FPGA端接收原始数据并计算校正系数，将计算得到的校正系数回传至FPGA端及外部存储器端；