基于單片機的表具數(shù)字圖像采集系統(tǒng)設計

　　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)進行選擇性的簡化過程。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)存儲空間，造成了系統(tǒng)資源的浪費，增加了單片機的負擔。因此，在保留有效表具數(shù)字圖像信息的前提下，對表具數(shù)字圖像信息無關的數(shù)據(jù)信息進行歸一化處理[7]。在表具數(shù)據(jù)圖像的采集過程中，由于受外界光線強度，表具數(shù)字窗口模糊以及在光電，電磁轉換過程中的影響，圖像數(shù)據(jù)邊緣常會出現(xiàn)一些虛假點和突變點，進而使圖像圖像數(shù)據(jù)邊緣出現(xiàn)異常，使數(shù)字識別難以實現(xiàn)，所以要剔除圖像數(shù)據(jù)邊緣的虛假點。

　　剔除虛假點或突變點實質上就是對采集數(shù)據(jù)做低通濾波，選擇半二階差分絕對值作為判別圖像邊緣數(shù)據(jù)虛假點或突變點的標志，半二階差分Si的計算公式為：

　　式中yi是y(xi)的縮寫：y(xi)是xi點上的觀測值;xi+1=xi+h;h為采樣點距。通過計算圖像數(shù)據(jù)連續(xù)區(qū)域中像素點的半二階差分Si的值，與給定閾值H比較，當iS

　　用濾波公式(2)就可以剔除掉圖像中的虛假點和突變點。

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

　　識別印刷體數(shù)字及字符的方法很多，考慮到在單片機上實現(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)準確的同時還尋求識別算法的簡潔。本文通過階段性模擬實驗，對完整字符采用矩陣運算方法進行處理;對于不完整字符識別，采用模板匹配法;該算法簡單，速度較快，能夠實現(xiàn)表具數(shù)字信息處理，并將處理結果通過LCD顯示出來，也能通過串口發(fā)送到計算機作為處理結果的核實。

　　結語

　　本文設計的基于單片機的表具數(shù)字圖像采集系統(tǒng)，充分利用單片機的SCCB總線接口與串口通信功能，實現(xiàn)對OV7670攝像頭同步信號的靈活控制，采集表具數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，并在硬件采集系統(tǒng)中實現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)的存儲和處理，硬件電路簡潔可靠。軟件部分采用單片機兼容的C語言進行系統(tǒng)軟件開發(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)過實驗驗證OV7670采集表具數(shù)字效果良好，根據(jù)應用環(huán)境的不同，本系統(tǒng)只需開發(fā)相應的數(shù)字信息處理程序，在圖像采集與處理領域有更廣泛的應用。