基于FPGA的圖像處理算法及壓縮編碼的研究與實現(xiàn)

　　“機車車輛輪對動態(tài)檢測裝置”是一種非接觸式輪對動態(tài)自動檢測裝置，采用光截圖像測量技術(shù)和電磁超聲探傷技術(shù)實現(xiàn)對車輪的外形尺寸和踏面缺陷的自動檢測。該裝置于2003年9月通過了鐵道部的科技成果鑒定，目前正處于推廣應(yīng)用階段【1 J。機車車輛輪對動態(tài)檢測裝置的車輪外形尺寸檢測部分，使用了光截圖像測量技術(shù)來實現(xiàn)非接觸式的在線檢測。光截圖像測量技術(shù)的原理是激光線光源照射待測物體表面形成外形光截曲線；與光源成一定夾角的CCD攝像機拍攝光截曲線，采集后對獲得的曲線圖像進行處理。為了提高檢測精度，裝置采取對同一車輪進行多點測量，圖像數(shù)據(jù)的吞吐量非常大，而且機車通過速度越快，在單位時間內(nèi)要采集、處理、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量就越大。如何高效、實時地處理、傳輸采集到的大量圖像數(shù)據(jù)，是提升裝置性能的關(guān)鍵。目前，該裝置采用的是先存儲采集到的圖像數(shù)據(jù)，再利用計算機以軟件方式完成圖像處理分析的任務(wù)。由于目前計算機自身性能的限制，完成數(shù)字圖像處理的速度有限，不能達到實時處理的目標(biāo)。此外，裝置對采集到的大量圖像數(shù)據(jù)直接進行存儲，占用了大量存儲空間，既增加了硬件成本，同時也使數(shù)據(jù)的傳輸速度緩慢。如果將執(zhí)行圖像處理任務(wù)的計算機改用專用的硬件系統(tǒng)來實現(xiàn)，并對轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)進行壓縮編碼，將能有效提升設(shè)備的性能。