基于Windows Mobile嵌入式系統(tǒng)的類圓管材識(shí)別與計(jì)數(shù)系統(tǒng)研究

0 引言

近年來，隨著基于嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)的智能手機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于Windows Mobile系統(tǒng)的嵌入式智能手機(jī)圖像采集處理技術(shù)也正處于方興未艾的階段，這就使得以嵌入式技術(shù)為核心的圖像處理系統(tǒng)能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)、監(jiān)護(hù)、防盜系統(tǒng)，機(jī)器人視覺等系統(tǒng)中。

本文通過智能手機(jī)來采集鋼管橫截面圖像，并運(yùn)用圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)管材進(jìn)行自動(dòng)化計(jì)數(shù)，同時(shí)采用計(jì)算機(jī)圖像處理方法給出了一種對(duì)管材進(jìn)行計(jì)數(shù)的嵌入式系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)方法，其中包括圖像的采集、預(yù)處理、圖像分割、形態(tài)學(xué)處理、橢圓識(shí)別與計(jì)數(shù)等。該系統(tǒng)可提高鋼鐵行業(yè)以及其他相關(guān)行業(yè)的管材計(jì)數(shù)效率，大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有良好的市場前景和經(jīng)濟(jì)效益。

1 Windows Mobile平臺(tái)

本系統(tǒng)是在Windows Mobile平臺(tái)下開發(fā)的，Windows Mobile是由微軟公司提供的先進(jìn)型移動(dòng)設(shè)備操作系統(tǒng)，同時(shí)也是最優(yōu)秀的行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)之一。基于Windows Mobile的Pocket PC PhoneEdition和Smartphone不僅可為消費(fèi)者提供熟悉且可自定義的用戶體驗(yàn)，同時(shí)也為企業(yè)用戶提供了一個(gè)可擴(kuò)展的平臺(tái)，使他們可以開發(fā)和投入使用創(chuàng)新的移動(dòng)解決方案，從而增加新的銷售收入并帶動(dòng)業(yè)務(wù)增長。

2 工作原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

2.1 管材圖像檢測計(jì)數(shù)的工作原理

管材圖像檢測計(jì)數(shù)系統(tǒng)的基本工作原理是：首先用智能手機(jī)的攝像頭采集管材的橫截面圖像．然后依靠智能手機(jī)強(qiáng)大的嵌入式處理器來對(duì)源數(shù)字圖像進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和顏色信息處理，并獲取管材橫截面的灰度圖像：然后再利用圖像增強(qiáng)技術(shù)對(duì)圖像的雜質(zhì)進(jìn)行去噪，并選用合適的閾值進(jìn)行圖像二值化分割，將管材橫截面特征從背景圖像中分離；之后，再采用哈夫變換法(HoughTransform)對(duì)二值圖像進(jìn)行橢圓檢測，最后用區(qū)域標(biāo)記法對(duì)圖中連通區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，以統(tǒng)計(jì)出管材的數(shù)目。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

圖1給出了本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架。系統(tǒng)工作時(shí)，首先由智能手機(jī)的攝像頭采集到格式為JPG的源數(shù)字圖像，然后對(duì)其進(jìn)行圖像格式轉(zhuǎn)換，之后再進(jìn)行圖像的顏色處理、圖像的增強(qiáng)、圖像的分割、圖像的邊緣檢測、數(shù)量的統(tǒng)計(jì)以及信息的顯示等工作。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與相關(guān)算法

3.1 圖像格式的轉(zhuǎn)換

由于一般采集到的圖像輸出都是JPG格式，這種格式的圖像數(shù)據(jù)是壓縮的，占用的空間比較小，便于存儲(chǔ)和傳輸，但是不便處理。因而需要將JPG格式的圖像轉(zhuǎn)換為BMP格式的圖像，此時(shí)，圖像上的每一個(gè)像素點(diǎn)和圖像數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，以便于對(duì)圖像進(jìn)行處理。

3.2 圖像顏色的處理

采集后的源圖像被轉(zhuǎn)換成BMP格式后，通常是24位真彩色圖像，圖2所示是其256階灰度圖。彩色圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)的值有R、G、B三個(gè)分量，每個(gè)分量占8位和256階色。因此，彩色圖像所含的信息量過大，所以，一般采用灰度圖來進(jìn)行圖像處理。