柴西林，邵照勇

（1.西北师范大学知行学院，兰州730070；2.中国石油兰州石化分公司电仪事业部，兰州730060）

0 引言

在工业现场通常是凭肉眼或者低倍率放大的方式观测金属表面，实际上看到一幅平面图像的二维尺寸，却丢失（聚缩）了该表面垂直方向的第三维深度信息[1-2]。而金属表面质量的检验在金属材料制品行业具有举足轻重的地位，其表面质量直接关系到整个产品的质量，例如：表面切削层的粗糙度，表面处理层的薄厚、均匀度及其光亮度，特别是金属表面缺陷的定性分析与定量检测，直接关系到制件合格与否，影响到产品寿命与早期失效[3-4]。本设计将软硬件技术相结合，利用数字图像表面的灰度差与高度的映射关系，构建表面层的三维形貌，首先在MATLAB 环境下实现建模仿真，验证理论模型，然后结合嵌入式芯片、单片机、矩阵键盘和液晶显示等模块，将图像二维到三维的计算过程和图像处理过程完美的在硬件设备上展示出来。本设计的实际意义在于补充了传统的表面质量检验技术，分析生产中出现的金属材料不同加工制件的表面质量，面对多种多样金属表面二维形貌的图像，克服了现今仅仅以二维形貌检验表面质量的主观性与片面性。

1 系统总体设计

该设计方案采用“MATLAB+FPGA+SPCE061A+单色LCD”。首先通过MATLAB 软件进行理论模型的仿真验证，若结果较理想，设计各硬件模块，主要功能包括：①FPGA 处理器：从外部存储器中读入图像，将普通图片转换为二维灰度图像，将图像信息转变成特定的二进制编码并存入RAM62256 中；……