基于Windows Mobile嵌入式系統(tǒng)的類圓管材識別與計數(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)的智能手機技術的飛速發(fā)展，基于Windows Mobile系統(tǒng)的嵌入式智能手機圖像采集處理技術也正處于方興未艾的階段，這就使得以嵌入式技術為核心的圖像處理系統(tǒng)能夠廣泛應用于工業(yè)自動化生產(chǎn)、監(jiān)護、防盜系統(tǒng)，機器人視覺等系統(tǒng)中。

本文通過智能手機來采集鋼管橫截面圖像，并運用圖像識別技術對管材進行自動化計數(shù)，同時采用計算機圖像處理方法給出了一種對管材進行計數(shù)的嵌入式系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)方法，其中包括圖像的采集、預處理、圖像分割、形態(tài)學處理、橢圓識別與計數(shù)等。該系統(tǒng)可提高鋼鐵行業(yè)以及其他相關行業(yè)的管材計數(shù)效率，大大減輕工人的勞動強度，具有良好的市場前景和經(jīng)濟效益。

1 Windows Mobile平臺

本系統(tǒng)是在Windows Mobile平臺下開發(fā)的，Windows Mobile是由微軟公司提供的先進型移動設備操作系統(tǒng)，同時也是最優(yōu)秀的行業(yè)應用平臺之一。基于Windows Mobile的Pocket PC PhoneEdition和Smartphone不僅可為消費者提供熟悉且可自定義的用戶體驗，同時也為企業(yè)用戶提供了一個可擴展的平臺，使他們可以開發(fā)和投入使用創(chuàng)新的移動解決方案，從而增加新的銷售收入并帶動業(yè)務增長。

2 工作原理與系統(tǒng)結(jié)構框架

2.1 管材圖像檢測計數(shù)的工作原理

管材圖像檢測計數(shù)系統(tǒng)的基本工作原理是：首先用智能手機的攝像頭采集管材的橫截面圖像．然后依靠智能手機強大的嵌入式處理器來對源數(shù)字圖像進行格式轉(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技術對圖像的雜質(zhì)進行去噪，并選用合適的閾值進行圖像二值化分割，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)對二值圖像進行橢圓檢測，最后用區(qū)域標記法對圖中連通區(qū)域進行標記，以統(tǒng)計出管材的數(shù)目。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構框架

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

3 系統(tǒng)關鍵技術與相關算法

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，圖像上的每一個像素點和圖像數(shù)據(jù)一一對應，以便于對圖像進行處理。

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。彩色圖像的每一個像素點的值有R、G、B三個分量，每個分量占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行圖像處理。