基于單片機(jī)的表具數(shù)字圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　表具數(shù)字圖像處理

　　圖像處理是將圖像傳感器采集到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇性的簡(jiǎn)化過(guò)程。表具數(shù)字圖像信息的連續(xù)性和冗余性增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，造成了系統(tǒng)資源的浪費(fèi)，增加了單片機(jī)的負(fù)擔(dān)。因此，在保留有效表具數(shù)字圖像信息的前提下，對(duì)表具數(shù)字圖像信息無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸一化處理[7]。在表具數(shù)據(jù)圖像的采集過(guò)程中，由于受外界光線(xiàn)強(qiáng)度，表具數(shù)字窗口模糊以及在光電，電磁轉(zhuǎn)換過(guò)程中的影響，圖像數(shù)據(jù)邊緣常會(huì)出現(xiàn)一些虛假點(diǎn)和突變點(diǎn)，進(jìn)而使圖像圖像數(shù)據(jù)邊緣出現(xiàn)異常，使數(shù)字識(shí)別難以實(shí)現(xiàn)，所以要剔除圖像數(shù)據(jù)邊緣的虛假點(diǎn)。

　　剔除虛假點(diǎn)或突變點(diǎn)實(shí)質(zhì)上就是對(duì)采集數(shù)據(jù)做低通濾波，選擇半二階差分絕對(duì)值作為判別圖像邊緣數(shù)據(jù)虛假點(diǎn)或突變點(diǎn)的標(biāo)志，半二階差分Si的計(jì)算公式為：

　　式中yi是y(xi)的縮寫(xiě)：y(xi)是xi點(diǎn)上的觀測(cè)值;xi+1=xi+h;h為采樣點(diǎn)距。通過(guò)計(jì)算圖像數(shù)據(jù)連續(xù)區(qū)域中像素點(diǎn)的半二階差分Si的值，與給定閾值H比較，當(dāng)iS

　　用濾波公式(2)就可以剔除掉圖像中的虛假點(diǎn)和突變點(diǎn)。

　　單片機(jī)采集的表具數(shù)字1的圖像數(shù)據(jù)如圖5所示，存放在一個(gè)M×N的矩陣中， amn代表第m行第n列點(diǎn)的像素值。設(shè)置黑白閾值的范圍對(duì)表具圖像信息進(jìn)行二值化處理，得到有效的表具數(shù)字1的圖像信息，然后通過(guò)灰度直方圖投影變換對(duì)表具數(shù)字圖像進(jìn)行字符分割。

　　識(shí)別印刷體數(shù)字及字符的方法很多，考慮到在單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)表具數(shù)字信息處理，在保證表具數(shù)字圖像有效數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的同時(shí)還尋求識(shí)別算法的簡(jiǎn)潔。本文通過(guò)階段性模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)完整字符采用矩陣運(yùn)算方法進(jìn)行處理;對(duì)于不完整字符識(shí)別，采用模板匹配法;該算法簡(jiǎn)單，速度較快，能夠?qū)崿F(xiàn)表具數(shù)字信息處理，并將處理結(jié)果通過(guò)LCD顯示出來(lái)，也能通過(guò)串口發(fā)送到計(jì)算機(jī)作為處理結(jié)果的核實(shí)。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的表具數(shù)字圖像采集系統(tǒng)，充分利用單片機(jī)的SCCB總線(xiàn)接口與串口通信功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)OV7670攝像頭同步信號(hào)的靈活控制，采集表具數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，并在硬件采集系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理，硬件電路簡(jiǎn)潔可靠。軟件部分采用單片機(jī)兼容的C語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)，具有較好的可移植性，并給出了表具數(shù)字圖像信息處理算法。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證OV7670采集表具數(shù)字效果良好，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，本系統(tǒng)只需開(kāi)發(fā)相應(yīng)的數(shù)字信息處理程序，在圖像采集與處理領(lǐng)域有更廣泛的應(yīng)用。