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玻璃在生產過程中，會產生各種各樣的缺陷，比如：氣泡、條紋和結石。這些缺陷都是在熔制過程中發生的。對于玻璃缺陷的允許程度，取決于該制品的用途。一般來說，不允許玻璃中有大量的明顯的缺陷，否則會影響玻璃的外觀質量，降低玻璃的透光性，機械強度和熱穩定性，造成大量的廢品和次品。
本文首先分析了玻璃缺陷采集處理系統的現狀，比較FPGA、DSP和ASIC三種芯片作為圖像采集處理系統核心芯片的優缺點，結合項目背景和需求，提出基于FPGA的圖像采集處理系統的整體方案。該方案中各個外圍接口的控制邏輯、芯片控制邏輯、算法處理模塊均由FPGA實現。接著詳細介紹了玻璃缺陷檢測中圖像預處理系統的設計方案，實現了具有前端視頻采集、圖像預處理功能的FPOA子系統。該系統采用Altera公司的FPGA芯片作為中央處理器，由圖像采集模塊、異步FIFO模塊、圖像幀存儲控制模塊、圖像低級處理模塊、通信接口模塊和FPGA配置電路組成。其中圖像傳感器OV9121在FPGA控制下負責圖像采集，兩片SDRAM作為視頻圖像的緩存，采樣控制和濾波算法在FPGA內部實現。
在本文中圖像采集部分包括OV9121初始化模塊、采樣控制模塊和SDRAM控制模塊。初始化模塊主要是根據設計要求，設定OV9121的工作模式、圖像的分辨率、幀頻等參數；采樣控制模塊主要提供OV9121采集圖像需要的控制信號；SDRAM控制模塊主要負責緩存OV9121輸出的圖像數據，并將圖像數據送FPGA濾波模塊處理。
本文最后對常見圖像預處理算法做出分析，包括圖像的濾波與邊緣檢測等處理方法，得出預處理中卷積算法是重復使用較多的算法，最后來對卷積算法的FPGA實現進行了詳細的說明，并討論FPGA實現卷積算法方案上的改進，使得系統的圖像處理速度得到提高，從而提高整個系統的性能。
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