| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-19页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第14-16页 |
| 1.3 本文主要贡献与创新 | 第16-17页 |
| 1.4 本文主要工作及结构安排 | 第17-19页 |
| 第二章 线缆表观缺陷检测系统 | 第19-26页 |
| 2.1 线缆表观缺陷检测系统总体结构 | 第19-20页 |
| 2.2 线缆表观缺陷检测系统硬件平台 | 第20-25页 |
| 2.2.1 光学平台 | 第20-22页 |
| 2.2.2 图像处理部分 | 第22-24页 |
| 2.2.3 图像采集部分 | 第24页 |
| 2.2.4 HDMI显示部分 | 第24-25页 |
| 2.3 系统设计功能及指标要求 | 第25页 |
| 2.4 本章小结 | 第25-26页 |
| 第三章 线缆表观缺陷检测算法设计 | 第26-48页 |
| 3.1 线缆图像预处理 | 第27-30页 |
| 3.1.1 图像预处理介绍 | 第27页 |
| 3.1.2 差分法去除背景 | 第27-29页 |
| 3.1.3 线缆图像分块 | 第29-30页 |
| 3.2 线缆区域分割 | 第30-34页 |
| 3.2.1 图像分割介绍 | 第30页 |
| 3.2.2 阈值分割 | 第30-33页 |
| 3.2.3 连通域标记及线缆目标提取 | 第33-34页 |
| 3.3 线缆表观缺陷特征提取与识别 | 第34-42页 |
| 3.3.1 缺陷线缆的外形特征提取与识别 | 第34-37页 |
| 3.3.2 缺陷线缆的灰度投影特征提取与识别 | 第37-42页 |
| 3.4 实验结果及分析 | 第42-47页 |
| 3.4.1 通用处理器上实现线缆缺陷检测算法 | 第43-44页 |
| 3.4.2 线缆缺陷算法测试结果及分析 | 第44-46页 |
| 3.4.3 使用NEON优化运行时间 | 第46-47页 |
| 3.5 本章小结 | 第47-48页 |
| 第四章 图像处理系统总体方案设计 | 第48-64页 |
| 4.1 软硬件协同设计介绍 | 第48-50页 |
| 4.1.1 软硬件协同设计优势 | 第48页 |
| 4.1.2 软硬件协同设计基本流程 | 第48-49页 |
| 4.1.3 基于Zynq的软硬件协同设计 | 第49-50页 |
| 4.2 图像处理算法分析及软硬件功能划分 | 第50-53页 |
| 4.2.1 图像处理算法分析 | 第50-52页 |
| 4.2.2 ARM与FPGA功能划分 | 第52-53页 |
| 4.3 ARM与FPGA数据交换及通信方法 | 第53-61页 |
| 4.3.1 AXI4总线介绍 | 第54-55页 |
| 4.3.2 ARM与FPGA传递控制信号 | 第55-57页 |
| 4.3.3 图像数据的交换方法 | 第57-61页 |
| 4.3.3.1 基于视频流的VDMA | 第57-58页 |
| 4.3.3.2 ARM与FPGA间的图像数据通信 | 第58-59页 |
| 4.3.3.3 FPGA上模块间的图像数据通信 | 第59-61页 |
| 4.4 图像处理系统软硬件协同设计方案总结 | 第61-63页 |
| 4.5 本章小结 | 第63-64页 |
| 第五章 硬件部分设计 | 第64-93页 |
| 5.1 硬件部分设计流程 | 第64-65页 |
| 5.2 基于FPGA的图像预处理设计 | 第65-71页 |
| 5.2.1 基于FPGA的差分法去除背景IP设计 | 第65-67页 |
| 5.2.1.1 模块功能分析及接口定义 | 第65-66页 |
| 5.2.1.2 设计方案及关键技术 | 第66-67页 |
| 5.2.1.3 功能仿真及性能分析 | 第67页 |
| 5.2.2 基于FPGA的图像分块IP设计 | 第67-69页 |
| 5.2.2.1 功能分析及接口定义 | 第67-68页 |
| 5.2.2.2 设计方案及关键技术 | 第68-69页 |
| 5.2.2.3 功能仿真及性能分析 | 第69页 |
| 5.2.3 基于FPGA的阈值分割IP设计 | 第69-71页 |
| 5.2.3.1 功能分析及接口定义 | 第70页 |
| 5.2.3.2 设计方案及关键技术 | 第70-71页 |
| 5.2.3.3 功能仿真及性能分析 | 第71页 |
| 5.3 基于FPGA的连通域标记模块设计 | 第71-82页 |
| 5.3.1 基于FPGA的连通域标记算法设计 | 第71-73页 |
| 5.3.2 基于FPGA的连通域标记硬件设计 | 第73-78页 |
| 5.3.2.1 接口定义及总体方案设计 | 第73-74页 |
| 5.3.2.2 流程控制部分 | 第74-75页 |
| 5.3.2.3 数据处理部分 | 第75-78页 |
| 5.3.3 基于FPGA的连通域标记验证及性能分析 | 第78-82页 |
| 5.3.3.1 功能仿真 | 第78-80页 |
| 5.3.3.2 综合结果 | 第80-81页 |
| 5.3.3.3 性能分析 | 第81-82页 |
| 5.4 基于FPGA的线缆特征提取模块设计 | 第82-86页 |
| 5.4.1 功能分析及接口定义 | 第82-83页 |
| 5.4.2 设计方案及关键技术 | 第83-85页 |
| 5.4.3 功能仿真及性能分析 | 第85-86页 |
| 5.5 硬件平台搭建及性能分析 | 第86-92页 |
| 5.5.1 硬件平台搭建 | 第86-89页 |
| 5.5.1.1 处理器硬件平台 | 第87-88页 |
| 5.5.1.2 可编程逻辑部分 | 第88-89页 |
| 5.5.2 性能分析 | 第89-92页 |
| 5.5.2.1 资源消耗及时序分析 | 第89-90页 |
| 5.5.2.2 总线带宽分析 | 第90-91页 |
| 5.5.2.3 硬件部分图像处理性能分析 | 第91-92页 |
| 5.6 本章小结 | 第92-93页 |
| 第六章 软件设计及系统测试 | 第93-105页 |
| 6.1 软件设计 | 第93-95页 |
| 6.1.1 线缆缺陷检测算法实现 | 第93-94页 |
| 6.1.2 人机交互界面设计 | 第94-95页 |
| 6.2 嵌入式环境搭建 | 第95-99页 |
| 6.2.1 Zynq启动文件制作 | 第95-97页 |
| 6.2.2 嵌入式操作系统Linux移植 | 第97-98页 |
| 6.2.3 嵌入式Qt移植 | 第98-99页 |
| 6.3 系统测试 | 第99-104页 |
| 6.3.1 线缆缺陷检测图像处理系统软硬件联合调试 | 第99-101页 |
| 6.3.2 模拟线缆生产平台测试 | 第101-104页 |
| 6.4 本章小结 | 第104-105页 |
| 第七章 总结与展望 | 第105-107页 |
| 7.1 本文总结 | 第105-106页 |
| 7.2 展望 | 第106-107页 |
| 致谢 | 第107-108页 |
| 参考文献 | 第108-113页 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 | 第113-114页 |