海缆是敷设在海底的光缆或线缆,它是当今国际通信的必要组成部分。相较与普通光缆,海缆在设计时必须保证内部光纤能够适应海底压力,耐受海水腐蚀,适应复杂的海底情况;加之海缆敷设困难,因此海缆在设计和工艺制造上都提出了更高的要求。在海缆生产过程中由于生产线的不完善导致海缆表面产生的瑕疵缺陷,例如小孔、凹凸、鼓包、气泡、颈缩、表面刮痕、变色等,会对海缆质量产生致命的打击,影响海底通信系统的稳定性。目前,国内海缆生产企业主要依靠人工进行检测,检测效率不高。随着近年来机器视觉技术的不断发展,用机器代替人工进行检测已成为工业现代化的发展趋势。本文从基于FPGA的表面缺陷识别进行了相关研究,并完成了以下的内容:(1)从适用于海缆表面缺陷检测的硬件结构入手,讨论了基于FPGA处理芯片的图像处理平台的设计思路,构建了包含存储电路、视频输入输出电路、配置电路等在内的图像处理平台,分析解决了各个部分的难点。(2)研究了海缆表面缺陷识别算法中的图像预处理算法及背景剔除算法的设计。其中,海缆图像预处理算法主要针对图像由于光照不均匀产生的噪声及缺陷点不明显问题,提出了基于图像金字塔的细节增强去噪算法;背景剔除运用sobel边缘检测算法为基础将图像中非海缆部分去除,便于内部缺陷更好的展现。(3)围绕已剔除背景的海缆内部图像,利用OTSU图像分割与基于均值的双直方图均衡算法将缺陷区域标定,并利用形态学操作、分水岭分割等过程将微小缺陷与伪缺陷去除。最终将缺陷从海缆图像中提取出来。(4)围绕FPGA硬件平台,将海缆缺陷识别算法中核心的算法步骤进行适应硬件的移植。具体包含双边滤波、Sobel边缘检测、OTSU阈值分割、形态学操作等算法的硬件实现、最终实现各算法运用在实时视频中,达到海缆缺陷的实时检测的要求。