音膜同心度检测系统的研究与sopc实现

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1、摘要小型扬声器是一种把电信号转化为声音信号的发声设备，广泛的应用于现代消费类电子产品、计算机、通信、汽车电子等领域，其音质的好坏直接由构成扬声器的重要部件音膜决定。音膜由振膜和音圈构成，振膜和音圈的同心度是影响其性能指标的一个重要因素。传统的人工测量同心度的方法在测量时要接触音膜，容易导致振膜褶皱、音圈变形，不仅难以测量而且容易产生大的误差。图像检测技术作为近年来发展和完善起来的现代科学技术，具有精度高、速度快、非接触等优点，在众多工程技术领域不断获得日益广泛的应用。随着FPGA技术的发展，在单片FPGA上构建的SOPC系统进行在线的音膜同心度检测，符合线上检测

2、系统的要求，而且本系统具有在线可编程配制和更新升级等特点，据有很好的灵活性和可扩展性。本文针对人工音膜同心度检测中遇到的难题，结合图像检测技术和SOPC技术，设计了音膜同心度检测的SOPC系统。主要研究内容如下：1、介绍了图像检测的概念和系统的组成及发展趋势，数字图像处理的基础理论知识；2、在分析了Roberts、Sobel、Prewitt、Gauss—Laplace和Canny边缘检测算子的基础上，选择了信噪比高、定位精度高、检测结果为单边缘的Canny算子作为音膜同心度测量系统的边缘检测算子。3、根据同心度误差检测系统的具体要求，选择合适的NIOSII软核和

3、外围器件构成硬件处理系统，分析图像处理算法，把其中适合用硬件实现的中值滤波、阈值分割、闭运算、边缘检测等算子设计成硬件模块并封装成组件加入系统中。4、对同心度误差检测系统的各模块进行了设计和实现。根据振膜占视场区域最大的特点，采用阈值分割和轮廓跟踪相结合的方法提取出外圆边缘。针对内圆存在着大量干扰的情况，采用Canny边缘检测和改进随机Hough变换相结合的方法提取出内圆边缘。在提取出外圆边缘和内圆边缘的基础上，采用最小二乘法亚像素算法拟合外圆和内圆，求出同心度。用本系统对一系列音膜进行了测量。关键词：片上可编程系统；FPGA；图像检测；同心度；音膜；ABSTR

4、ACTAloudspeakerisadevicewhichcanconvertelectricalsignaltovoicesignal．Smallspeakershavebeenwidelyusedinconsumableelectronicproducts，communications，computers，automotiveelectronicsandotherfields．Thequalityoftimbrebasicallydependsontheperformanceindexofthevoicediaphragm,whichiscomposedof

5、diaphragmandvoicecoil．Andtheconcentricityofthevoicediaphragmisanimportantfactorwhichimpactstheperformanceindexoftheloudspeaker．Voicediaphragmwouldbetouchedifusingthetraditionalmanualwayofmeasuringconcentricity,whicheasilymadethediaphragmpleatedandthevoicecoiltransformed，anditmademeas

6、uringconcentricitymoredifficultandbroughtabigerrortothemeasureresult．Asamodemscientifictechnologyfastdevelopedandwidelyappliedinrecentyears，imageinspectiontechnologyhasthecharacteristicsofhighprecision,fastspeed，no-contactandetc．Ithasbeenappliedmoreandmorewidelyindifferentengineering

7、fields．WiththedevelopmentofFPGAtechnology,imageprocessingsystembuikinsingle—chipFPGAcanachievereal-timeimagecollection,processinganddisplay,whichcomplywiththerequirementsofonlinetestingsystem．Thissystemhasthefeaturesassupportingconfigurationsandupdatesonline，whichisverygoodflexibilit

8、yandscalabil