摘要：針對現今工業薄膜生產過程中薄膜大幅寬且生產速度更快，無錫創視新科技有限公司經過潛心研究試驗，開發設計出基于FPGA的快速薄膜瑕疵檢在線測系統方案。系統通過采用相關系數法準確求出薄膜灰度圖像的小重復周期，根據小重復周期確定兩個比對圖像塊并求出差值圖像，再將差值圖像二值化再進行形態學處理，后經過面積約束條件找出薄膜瑕疵所在位置。充分利用FPGA并行處理的優勢，提高了圖像處理的速度。實踐應用證明，該系統能夠在300 m/min的薄膜生產線上成功檢測出瑕疵面積僅10個像素的瑕疵，滿足現代薄膜瑕疵在線檢測的應用需求。

　　1.薄膜瑕疵在線檢測系統

　　目前薄膜瑕疵檢測系統大多采用工業計算機、線掃描相機、旋轉編碼器和線型光源的方案。在生產時，由高亮LED組成的線型聚光冷光源采用透射或反射的方式照射在薄膜表面，通過與薄膜運行同步的旋轉編碼器觸發，使架設在生產線上的線掃描相機同步掃描，將相機采集到的薄膜圖像通過工業計算機上的采集卡實時傳送給圖像處理系統軟件進行瑕疵識別處理。由于瑕疵圖像的灰階分布與正常圖像的灰階分布存在明顯差異，從而使系統能夠發現瑕疵，同時對瑕疵進行有效的判定、分類及后續處理。

　　在實際生產中，對于幅面較寬的薄膜，可以采用多個線掃描相機并行采集圖像，同時傳送給工業計算機的方式。然而隨著幅寬增寬，生產運行速度更快，單位時間內采集得到的圖像數據量更大，目前常見的圖像處理軟件方式越來越不能滿足實時性的要求。無錫創視新科技設計開發出一種基于FPGA的薄膜瑕疵在線檢測系統，將主要的圖像瑕疵識別和圖像處理交給以FPGA為核心的圖像處理單元，處理結果傳送給工業計算機，這樣可以更好地適應高速、高質量生產的要求。

　　2.硬件組成

　　系統硬件由光源單元和圖像處理單元兩部分組成。光源單元包括LED線型光源和光源控制器，圖像處理單元則由線掃描相機、FPGA圖像處理板以及旋轉編碼器組成。

　　3.檢測算法實現

　　薄膜瑕疵檢測算法流程：首先將采集到的長L寬W的原始薄膜圖像進行預處理，其中包括彩色圖像灰度化處理和對比度拉伸處理;其次，通過相關系數法求出薄膜圖片的小重復周期t并獲得(L-t)×W參考圖像塊和相同大小的待檢測圖像塊，求出兩個圖像塊的差值圖像。之后將差值圖像轉為二值圖像并進行形態學處理操作，獲得檢測結果圖像。后，在檢測結果圖像中，當其中有白色塊的面積大于所設定的閾值w時，則該白色塊為薄膜瑕疵。

　　4.系統軟件

　　軟件系統操作便捷，可實現幅面的表面瑕疵檢測，各類瑕疵缺陷直觀顯示，發現瑕疵報警提示，實現了很好的系統聯動性，并可針對每一批次進行質量數據保存或打印。

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