CN102519401B - 基于fpga的音膜同心度在线实时检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种基于FPGA的音膜同心度在线实时检测系统及检测方法。包括CCD摄像头、视频数字图像采集模块、视频数字图像预处理模块等，CCD摄像头的信号输出端通过视频解码芯片与视频数字图像采集模块的信号输入端连接，视频数字图像采集模块的信号输出端与视频数字图像预处理模块的信号输入端连接，视频数字图像预处理模块的信号输出端与实时检测产品到位模块的信号输入端连接，实时检测产品到位模块的信号输出端分别通过存储器接口模块与音膜内外圆边缘检测模块的信号输入端连接及与视频D/A芯片连接，视频D/A芯片与VGA接口显示器连接，音膜内外圆边缘检测模块的信号输出端与图像分析处理模块的信号输入端连接。本发明成本低、速度快、体积小、功耗小。

Description

基于FPGA的音膜同心度在线实时检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及嵌入式机器视觉领域，特别是一种包括光学成像、视频处理、数字图像处理和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)技术的基于FPGA的音膜同心度在线实时检测系统及检测方法，属于音膜同心度在线实时检测系统及检测方法的改造技术。

背景技术

21世纪，人类进入信息时代。信息传播离不开“视”和“听”，“听”就离不开电声器件。随着视听时代的到来，电声器件代表的音频工业是与视频工业同等重要的信息终端，其应用领域迅速拓宽，移动通信、家庭影院、AV环绕声系统、影音组合、多媒体、视听综合终端、信息高速公路等，均离不开电声器件。由于近些年来家庭音响设备的需求大幅增长，以及汽车工业的发展附带车载音响的需求量大增，还有各种小型的音响设备，如随身听、移动电话（手机）等等产品设备的需求不断增加，市场广阔，需求量大。因此，其产品的生产加工及其检测就成为了市场竞争中的一大因素。

目前，国内对音膜音质机器视觉检测系统的研究甚少，虽然已经有人提出了一种基于机器视觉的微型音膜同心度在线检测系统，可以无直接接触和较高速的对音膜音质进行检测，但该检测方法是基于传统的PC机器视觉系统，其造价成本比较昂贵，功耗大，体积庞大，不易安装到有体积要求的特定场合中，为降低成本、体积和功耗，这里采用了一种基于FPGA的音膜同心度在线实时检测方法，实现了低成本低功耗小体积高速实时在线的音膜同心度检测。为高速嵌入式机器视觉系统的实现提供了重要的关键技术。

随着国家产业升级转型的需要，机器视觉在工业领域应用的不断扩宽，高性能、小型化、低功耗、高速度成为其面临的主要问题，采用FPGA来实现实时图像采集、处理和显示系统不仅减小了系统的体积和功耗，还使嵌入式机器视觉系统设计进入了崭新的SOPC时代，把图像检测系统的发展引入了更新的领域。在广东省现行重点发展先进制造与制备的新形势下，珠三角制造业的发展，尤其需要该项共性技术来实现产业升级。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种低成本、低功耗、高速实时在线的基于FPGA的音膜同心度在线实时检测系统。

本发明的另一目的在于提供一种方便实用的基于FPGA的音膜同心度在线实时检测方法。

本发明的技术方案是：本发明的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统，包括有CCD摄像头、视频解码芯片、接口模块、视频数字图像采集模块、视频数字图像预处理模块、实时检测产品到位模块、存储器接口模块、音膜内外圆边缘检测模块、图像分析处理模块、VGA接口模块、视频D/A芯片、VGA接口显示器，其中CCD摄像头的信号输出端通过视频解码芯片与视频数字图像采集模块的信号输入端连接，视频数字图像采集模块的信号输出端与视频数字图像预处理模块的信号输入端连接，视频数字图像预处理模块的信号输出端与实时检测产品到位模块的信号输入端连接，实时检测产品到位模块的信号输出端分别通过存储器接口模块与音膜内外圆边缘检测模块的信号输入端连接及与视频D/A芯片连接，视频D/A芯片与VGA接口显示器连接，音膜内外圆边缘检测模块的信号输出端与图像分析处理模块的信号输入端连接。

上述视频解码芯片还连接有设置视频解码芯片的工作模式的接口模块。

上述接口模块为I2C接口模块。

    上述存储器接口模块还连接有外部同步动态随机存储器。

本发明基于FPGA的音膜同心度实时检测系统的检测方法，包括如下步骤：

1）CCD摄像头拍摄清晰的显示音膜内外圆轮廓的图像；

2）CCD摄像头的信号输出端接到视频解码芯片进行视频解码，输出亮度-色度信号，视频数字图像采集模块通过视频解码芯片实时采集CCD摄像头获得的视频数字图像数据；

3）视频数字图像采集模块采集的信号输入至视频数字图像预处理模块，得到音膜的二值化黑白图像；

4）实时检测产品到位模块据视频数字图像预处理模块处理得到的音膜二值化黑白图像进行实时判断音膜产品是否到位，若到位，便把当前一帧图像通过存储器接口模块输出至音膜内外圆边缘检测模块，音膜内外圆边缘检测模块对音膜的内外圆边缘进行提取，并将结果输出至图像分析处理模块，图像分析处理模块计算出同心度；同时，视频数字图像预处理模块通过VGA接口模块把处理信息输出到视频D/A芯片进行模数转换，视频D/A芯片将最终结果输出到VGA接口显示器。

上述步骤4）实时检测产品到位模块根据视频数字图像预处理模块处理得到的音膜二值化黑白图像进行实时判断音膜产品是否到位，若到位，还通过存储器接口模块对已经到位的一帧数字图像数据储存到外部同步动态随机存储器中。

上述步骤3）音膜内外圆边缘检测模块使用提升小波变换对音膜的内外圆边缘进行提取.

上述步骤1）通过接口模块设置视频解码芯片的工作模式。

上述音膜为黑底塑胶、铜圆心线圈的直径小于30mm的小型音膜。

上述视频数字图像采集模块将亮度-色度422格式视频数据转化为亮度-色度444格式视频数据，并且只输出明亮度Y信号，即输出音膜图像的灰度图像； 

上述实时检测产品到位模块使用了视频处理技术，根据x,y轴的坐标，通过检测视频图像中每一帧图像音膜像素到达某个y轴坐标Y0的位置的个数，判断当前这帧图像是否为合适的音膜图像，这时的音膜、环形光源和摄像头的中心必须是近似同轴的；

上述y轴坐标Y0的设置值与流水线的传输速度有关，需要通过计算或是实验确定其值大小；

上述存储器接口模块中采用了4端口的乒乓操作方法，同步动态随机存储器的每一个存储地址一一对应于一帧图像上的x,y轴坐标值；

上述音膜内外圆边缘检测模块中的提升小波变换中，由于音膜图像的边界不包含音膜检测的有用信息，因此不对音膜图像的边界，即图像的第一行，最后一行，第一列，最后一列进行提升小波变换，保持原有数值，这样便不需要对音膜图像进行边界扩展；

上述x，y轴像素投影直方图统计图像分析处理模块中根据圆形图像像素在x,y轴上的投影直方图成两边像素多，中间像素少并且均衡的规律和特征，对音膜图像进行圆检测；

上述在对音膜图像进行内外圆圆心和半径求取时，采用了分步提取内外圆参数的方法。

本发明由于采用包括视频数字图像采集模块、视频数字图像预处理模块、实时检测产品到位模块、存储器接口模块、音膜内外圆边缘检测模块、求同心度模块、VGA接口模块的结构，分别完成了音膜数字图像的采集，流水线上音膜到位判断，音膜内外圆边缘检测，音膜同心度计算和结果显示等音膜同心度检测的整个过程。该方法具有成本低、速度快、体积小、功耗小等优点。实验结果表明，该方法可以达到2个/s的音膜同心度的检测速度。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的基于FPGA的音膜同心度在线实时检测系统及检测方法。

附图说明

图1为本发明音膜内外圆的示意图；

图2为本发明FPGA实现的总框架图；

图3为本发明SDRAM接口的示意图；

图4为本发明X轴像素投影直方图统计图；

图5为本发明Y轴像素投影直方图统计图；

图6为本发明提升小波变换的分解图；

图7为本发明提升小波变换的重构图 。 

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2、3、4所示，本发明的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统，包括有CCD摄像头1、视频解码芯片2、接口模块3、视频数字图像采集模块4、视频数字图像预处理模块5、实时检测产品到位模块6、存储器接口模块7、音膜内外圆边缘检测模块8、图像分析处理模块9、VGA接口模块10、视频D/A芯片11、VGA接口显示器12，其中CCD摄像头1的信号输出端通过视频解码芯片2与视频数字图像采集模块4的信号输入端连接，视频数字图像采集模块4的信号输出端与视频数字图像预处理模块5的信号输入端连接，视频数字图像预处理模块5的信号输出端与实时检测产品到位模块6的信号输入端连接，实时检测产品到位模块6的信号输出端分别通过存储器接口模块7与音膜内外圆边缘检测模块8的信号输入端连接及与视频D/A芯片11连接，视频D/A芯片11与VGA接口显示器12连接，音膜内外圆边缘检测模块8的信号输出端与图像分析处理模块9的信号输入端连接。

上述视频解码芯片2还连接有设置视频解码芯片2的工作模式的接口模块3。

上述接口模块3为I2C接口模块。

    上述存储器接口模块7还连接有外部同步动态随机存储器13。

本发明基于FPGA的音膜同心度实时检测系统的检测方法，包括如下步骤：

1）CCD摄像头1拍摄清晰的显示音膜内外圆轮廓的图像；

2）CCD摄像头1的信号输出端接到视频解码芯片2进行视频解码，输出亮度-色度视频信号，视频数字图像采集模块4通过视频解码芯片2实时采集CCD摄像头1获得的视频数字图像数据； 

3）视频数字图像采集模块4采集的信号输入至视频数字图像预处理模块5，得到音膜的二值化黑白图像；

4）实时检测产品到位模块6根据视频数字图像预处理模块5处理得到的音膜二值化黑白图像进行实时判断音膜产品是否到位，若到位，便把当前一帧图像通过存储器接口模块7输出至音膜内外圆边缘检测模块8，音膜内外圆边缘检测模块8对音膜的内外圆边缘进行提取，并将结果输出至图像分析处理模块9，图像分析处理模块9计算出同心度；同时，视频数字图像预处理模块5通过VGA接口模块10把处理信息输出到视频D/A芯片11进行模数转换，视频D/A芯片11将最终结果输出到VGA接口显示器12。

上述步骤 4）实时检测产品到位模块6根据视频数字图像预处理模块5处理得到的音膜二值化黑白图像进行实时判断音膜产品是否到位，若到位，还通过存储器接口模块7对已经到位的一帧数字图像数据储存到外部同步动态随机存储器13中。

上述步骤3）音膜内外圆边缘检测模块8使用提升小波变换对音膜的内外圆边缘进行提取.

上述步骤1）通过接口模块3设置视频解码芯片2的工作模式。

本实施例中，上述音膜为黑底塑胶、铜圆心线圈的直径小于30mm的小型音膜。

本实施例中，上述视频数字图像采集模块4将亮度-色度422格式视频数据转化为亮度-色度444格式视频数据，并且只输出明亮度Y信号，即输出音膜图像的灰度图像； 

上述实时检测产品到位模块6使用了视频处理技术，根据x,y轴的坐标，通过检测视频图像中每一帧图像音膜像素到达某个y轴坐标Y0的位置的个数，判断当前这帧图像是否为合适的音膜图像，这时的音膜、环形光源和摄像头的中心必须是近似同轴的；

本实施例中，上述y轴坐标Y0的设置值与流水线的传输速度有关，需要通过计算或是实验确定其值大小；

上述存储器接口模块7中采用了4端口的乒乓操作方法，同步动态随机存储器13的每一个存储地址一一对应于一帧图像上的x,y轴坐标值；

上述音膜内外圆边缘检测模块8中的提升小波变换中，由于音膜图像的边界不包含音膜检测的有用信息，因此不对音膜图像的边界，即图像的第一行，最后一行，第一列，最后一列进行提升小波变换，保持原有数值，这样便不需要对音膜图像进行边界扩展；

上述x，y轴像素投影直方图统计的图像分析处理模块9中根据圆形图像像素在x,y轴上的投影直方图成两边像素多，中间像素少并且均衡的规律和特征，对音膜图像进行圆检测；

上述在对音膜图像进行内外圆圆心和半径求取时，采用了分步提取内外圆参数的方法。

本发明的具体工作过程如下：

首先，由CCD摄像头1、LED环形光源构成一个光学成像子系统，其主要目的是为了采集到内外圆轮廓清晰的高质量音膜数字图像，并将图像输送到FPGA中的视频数字图像采集模块3中。采集到的音膜图像示意图如图1所示。

图像采集步骤如下：

（1）CCD摄像头1、LED环形光源要同轴对齐；

（2）FPGA的I2C接口模块3与视频解码芯片2通信，设置视频解码芯片2的解码模式；

（3）视频解码芯片2输出的视频图像信号送FPGA的视频数字图像采集模块4进行处理。

    其中，视频解码芯片2的作用是完成模拟视频信号的解码任务，将PAL制式的模拟信号转化为符合ITU-R656标准的亮度-色度信号。视频数字图像采集模块4的作用有将亮度-色度422格式的视频数据转化为亮度-色度444格式的视频数据，其中Y表示明亮度，也就是灰阶值，Cb、Cr表示色度，Y、Cb、Cr都为8bit的数据。视频数字图像采集模块4同时产生对应图像像素的图像坐标轴（x，y轴坐标），实际上 x,y轴坐标系为FPGA中的两个计数器，记录当前像素点在整幅图像中的位置。设计的重点是：x,y轴坐标和像素点灰度数值的时序要严格对齐。

    视频数字图像采集模块4输出的数字图像信号需要经过若干个图像处理算法的处理过程，才能提取出图像的特征，获得用户所需要的信息。视频数字图像预处理模块5是将由视频数字图像采集模块4输送来的视频数字图像数据亮度-色度444视频信号进行处理，这时只接收亮度-色度视频信号中的明亮度Y的数据，相当于接收了音膜的灰度图像。接着对灰度图像进行实时的图像中值滤波、二值化处理，得到二值化后的音膜黑白图像。

实时检测产品到位模块6是对视频数字图像预处理模块5处理后的每一帧图像进行图像的到位实时检测判断，检测采集到的这一帧图像是否可用于后面的边缘检测等一系列的图像算法处理，进行后面一系列的图像算法处理的图片要求是音膜、CCD摄像头和LED环形光源接近同轴对齐时拍摄到的图像。实时检测产品到位原理：由于CCD摄像头以每秒24帧图像的速度进行拍摄，而音膜产品是在流水线上不停的动态的进入CCD摄像头的拍摄范围内，然后离开拍摄范围，因此必须在连续帧图像中选择拍摄到的一帧合适图像进行处理。具体的实施方案如下： 

    经过二值化后的音膜黑白图像的特点为：音膜的背景都为白色背景，因此，在每一帧图像中对小于y坐标某个固定值Y0的黑色像素点进行统计，若黑色像素点总数大于某一值总数值S0,便认为下一帧图像是产品已经到达合适位置的图像，便把这帧图像储存到同步动态随机存储器（13）中，以便接下来的音膜内外圆检测和同心度计算。Y0,S0的值与流水线的传输速度有关，需要通过计算和实验确定其值大小。

存储器接口模块7使用了FPGA设计中的乒乓操作方式对同步动态随机存储器13进行读写，使用了4端口的乒乓操作，如图3所示，一旦接收到实时检测产品到位模块传输过来的产品到位标志，根据x,y坐标轴的计数器，储存下一帧的音膜二值化图像。当一帧图像储存完毕后，便启动音膜内外圆边缘检测开关，将这帧图像的数据送到音膜内外圆边缘检测模块8进行边缘检测，在边缘检测过程中，图像数据需要通过存储器接口模块7进行处理过程的数据暂存。这里同步动态随机存储器13的每一个存储地址一一对应于一帧图像上的x,y轴坐标值。

音膜内外圆边缘检测模块8通过对几种常用的流行边缘检测算法研究和对比，该专利音膜内外圆边缘检测模块8使用了5/3提升小波变换对音膜图像进行内外圆边缘提取，提升小波变化的分解算法如图6所示，重构算法如图7所示。首先将音膜图像进行提升小波分解，分解出低频分量，水平高频分量，竖直高频分量和对角线高频分量。提升小波分解后的细节子图具有音膜图像边缘的方向性高频信息。然后复制一个对角线高频分量，对水平高频分量、竖直高频分量和2个对角线高频分量进行提升小波逆变换，得到音膜的内外圆边缘。

因为音膜图像的边界不包含音膜检测的有用信息，因此这里我们对音膜图像的边界（即图像的第一行，最后一行，第一列，最后一列）不进行提升小波变换，保持原有数值，这样便不需要对图像进行边界扩展，减少FPGA的使用资源。

 x，y轴像素投影直方图统计的图像分析处理模块9由于一幅圆形图像像素在x,y轴上的投影直方图成两边像素多，中间像素少的规律，这里我们以一副像素为640*480的圆形图像为例进行研究，图4和图5分别为圆形边缘像素点在x,y轴上投影的像素直方图统计图。于是可以计算圆形的圆心为两边像素多的x,y轴坐标的中间点，半径为x或y轴的两边最多像素坐标之差的一半。

采用分步提取内外圆参数的方法对内、外圆圆心和半径分步求取。

（1）外圆参数的求取

第1步：由于二值化后的音膜图片外圆轮廓清晰，于是检测出来的外圆边缘较清晰，根据外圆的理论参数，在一定x,y轴坐标范围内只提取出外圆的边缘和外圆边缘的临近像素,减少噪声产生的误差。

第2步：将外圆边缘的像素点分别投影到x,y轴上，进行边缘像素个数直方图统计，得到近似于图5的直方图，判断直方图两边像素最多的x,y轴上的坐标位置，检测到分别在x,y轴上两边的2个坐标位置的中点便是外圆的圆心，x轴2个坐标之差除以2便是外圆的半径。

（2）内圆参数的求取

第1步：求取内圆局部区域。设音膜外圆半径和内圆半径的理论值分别为R ₀，r ₀， 外圆的实际半径为R ₁，圆心为(X ₁, Y ₁)，两圆心距离参数为△r。根据R ₀和r ₀求出音膜内圆与外圆半径比率                                               ，然后由外圆的实际半径R ₁和t估算出内圆的参考半径为r′=R ₁ * t，由此来确定内圆的范围，必定在以(X ₁，Y ₁)为圆心，外径为r′+△r，内径为r′-△r的圆环上。切割以(X ₁，Y ₁)为中心，半径为r′+△r+δ的圆和以(X ₁，Y ₁)为中心，半径为r′-△r-δ的圆之间的区域作为内圆局部区域。

第2步：使用外圆参数求取的第2步的方法，求取内圆的圆心和半径。

    （3）根据音膜同心度公式：

计算得到音膜的同心度。

 图像分析处理模块9也提供给用户一个简洁直观的检测结果显示界面，让用户知道最终的检测效果和同心度数据结果。首先将外圆边缘图像和内圆边缘图像进行合并，并且标示出各自的圆心位置，然后根据x,y轴的坐标，在图像界面的右上角位置设置为输出同心度检测结果的数据和是否合格标志输出的区域。

VGA接口模块10是为了根据x,y轴计数器产生VGA显示的正确时序，包括行同步时序和场同步时序等。该模块还设置了图像输出选择模式，可以选择输出流水线上实时拍摄到的二值化视频图像，也可以选择输出最终边缘图像和数据、判断结果的静态图像，这里设置为在音膜同心度检测处理完成后便显示最终边缘图像和数据、判断结果的静态图像。

Claims (10)

1.一种基于FPGA的音膜同心度实时检测系统，其特征在于包括有CCD摄像头（1）、视频解码芯片（2）、接口模块（3）、视频数字图像采集模块（4）、视频数字图像预处理模块（5）、实时检测产品到位模块（6）、存储器接口模块（7）、音膜内外圆边缘检测模块（8）、图像分析处理模块（9）、VGA接口模块（10）、视频D/A芯片（11）、VGA接口显示器（12），其中CCD摄像头（1）的信号输出端通过视频解码芯片（2）与视频数字图像采集模块（4）的信号输入端连接，视频数字图像采集模块（4）的信号输出端与视频数字图像预处理模块（5）的信号输入端连接，视频数字图像预处理模块（5）的信号输出端与实时检测产品到位模块（6）的信号输入端连接，实时检测产品到位模块（6）的信号输出端分别通过存储器接口模块（7）与音膜内外圆边缘检测模块（8）的信号输入端连接及与视频D/A芯片（11）连接，视频D/A芯片（11）与VGA接口显示器（12）连接，音膜内外圆边缘检测模块（8）的信号输出端与图像分析处理模块（9）的信号输入端连接；上述实时检测产品到位模块（6）使用了视频处理技术，根据x,y轴的坐标，通过检测视频图像中每一帧图像音膜像素到达某个y轴坐标Y0的位置的个数，判断当前这帧图像是否为合适的音膜图像，这时的音膜、环形光源和摄像头的中心必须是近似同轴的。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统，其特征在于上述视频解码芯片（2）还连接有设置视频解码芯片（2）的工作模式的接口模块（3）。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统，其特征在于上述接口模块（3）为I2C串口接口模块。

4.根据权利要求 1 所述的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统，其特征在于上述存储器接口模块（7）还连接有外部同步动态随机存储器（13）。

5.一种根据权利要求1所述的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统的检测方法，其特征在于包括如下步骤：

1）CCD摄像头（1）拍摄清晰的显示音膜内外圆轮廓的图像；

2）CCD摄像头（1）的信号输出端接到视频解码芯片（2）进行视频解码，输出亮度-色度视频信号，视频数字图像采集模块（4）通过视频解码芯片（2）实时采集CCD摄像头（1）获得的视频数字图像数据；

3）视频数字图像采集模块（4）采集的信号输入至视频数字图像预处理模块（5），得到音膜的二值化黑白图像；

4）实时检测产品到位模块（6）根据视频数字图像预处理模块（5）处理得到的音膜二值化黑白图像进行实时判断音膜产品是否到达流水线上最合适的位置，若到位，便把当前一帧图像通过存储器接口模块（7）输出至音膜内外圆边缘检测模块（8），音膜内外圆边缘检测模块（8）对音膜的内外圆边缘进行提取，并将结果输出至图像分析处理模块（9），图像分析处理模块（9）计算出同心度；同时，VGA接口模块（10）可以选择输出视频数字图像预处理模块（5）处理后的数字图像还是图像分析处理模块（9）处理后的数字图像，再把处理后的信息输出到视频D/A芯片（11）进行数模转换，视频D/A芯片（11）将最终结果输出到VGA接口显示器（12）。

6.根据权利要求5所述的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统的检测方法，其特征在于上述步骤 4） 中根据视频数字图像预处理模块（5）处理得到的音膜二值化黑白图像进行实时判断音膜产品是否到达流水线上最合适的位置，若到位，还通过存储器接口模块（7）对已经到位的一帧数字图像数据储存到外部同步动态随机存储器（13）中。

7.根据权利要求5所述的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统的检测方法，其特征在于上述步骤4）中音膜内外圆边缘检测模块（8）使用提升小波变换对音膜的内外圆边缘进行提取。

8.根据权利要求5所述的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统的检测方法，其特征在于上述步骤1）通过接口模块（3）设置视频解码芯片（2）的工作模式。

9.根据权利要求5所述的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统的检测方法，其特征在于上述音膜为黑底塑胶、铜圆心线圈的直径小于30mm的小型音膜。

10.根据权利要求5所述的基于FPGA的音膜同心度实时检测系统的检测方法，其特征在于上述视频数字图像采集模块（4）将亮度-色度422格式视频数据转化为亮度-色度444格式视频数据，并且只输出明亮度Y信号，即输出音膜图像的灰度图像； 

上述实时检测产品到位模块（6）使用了视频处理技术，根据x,y轴的坐标，通过检测视频图像中每一帧图像音膜像素到达某个y轴坐标Y0的位置的个数，判断当前这帧图像是否为合适的音膜图像，这时的音膜、环形光源和摄像头的中心必须是近似同轴的；

上述y轴坐标Y0的设置值与流水线的传输速度有关，需要通过计算或是实验确定其值大小；

上述存储器接口模块（7）中采用了4端口的乒乓操作方法，同步动态随机存储器（13）的每一个存储地址一一对应于一帧图像上的x,y轴坐标值；

上述音膜内外圆边缘检测模块（8）中的提升小波变换中，由于音膜图像的边界不包含音膜检测的有用信息，因此音膜图像的边界，即图像的第一行，最后一行，第一列，最后一列不进行提升小波变换，保持原有数值，这样便不需要对音膜图像进行边界扩展，节约现场可编程门阵列资源；

上述x，y轴像素投影直方图统计的图像分析处理模块（9）中根据圆形图像像素在x,y轴上的投影直方图成两边像素多，中间像素少并且均衡的规律和特征，对音膜图像进行圆检测。