基于攝像頭的圖像采集與處理應(yīng)用

PAGEPAGE4基于攝像頭的圖像采集與處理應(yīng)用1、攝像頭工作原理圖像傳感器，是組成數(shù)字?jǐn)z像頭的重要組成部分。根據(jù)元件的材料不同，可分為CCD（ChargeCoupledDevice，電荷耦合元件）和CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，金屬氧化物半導(dǎo)體元件）兩大類。CCChargeCoupledDevic，它使用一種高感光度的半導(dǎo)CCDCCD表面受到光線照射時(shí)，每個(gè)感光單位會(huì)將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產(chǎn)生的信號(hào)加在一起，就構(gòu)成了一幅完整的畫面。CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor）CCD一CMOS主要是利用硅和鍺這兩種元素所做CMOSN（電）P（+電）級(jí)的半導(dǎo)體，這兩個(gè)互補(bǔ)的缺點(diǎn)就是太容易出現(xiàn)雜點(diǎn),CMOS而會(huì)產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。CCD和CMOSCCDCMOS是集成CCD制造工藝較復(fù)雜，CCDCCD和CMOS的實(shí)際效CMOSCCDCMOSCCDCMOSCCD還是工作原理：為了方便大家理解，我們拿人的眼睛來打個(gè)比方。當(dāng)光線照射景物，景物1如0.3，并保持一段時(shí)間。這凹槽”“”叫做行同步脈沖，它是掃描換行的標(biāo)志。然后，跳過一行后（因?yàn)閿z像頭是隔行掃描的，開始掃描新的一行，如2550場(chǎng)圖像。奇場(chǎng)時(shí)只掃描圖像中的奇數(shù)行，“320x240”，=×分辨率。圖1攝像頭視頻信號(hào)2、圖像采集CCDA/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行提取。當(dāng)攝像頭信號(hào)為A/D轉(zhuǎn)換采樣到的攝像頭信號(hào)是否為行夠提取出攝像頭信號(hào)的行同步脈沖、消隱脈沖和場(chǎng)同步脈沖以供單片機(jī)作控制之用。由于單片機(jī)的處理速度有限，而一些脈沖的間隔時(shí)間又較短，我們就采用了第二種方法進(jìn)行信號(hào)提取。LM1881視頻同步信號(hào)分離芯片可從攝像頭信號(hào)中提取信號(hào)的時(shí)序信息，TTLI/OLM18812所示。圖2LM188121（b3為230us，（3c7圖3LM1881信號(hào)時(shí)序圖CMOS攝像頭的灰度值、以及場(chǎng)、行中斷直接給出數(shù)字量，無需A/D轉(zhuǎn)換以及幀、場(chǎng)分離。25幅圖像（即25幀數(shù)據(jù)，每幅又分奇、偶兩場(chǎng)，先奇場(chǎng)后偶50使了ECT10捕捉行中斷。如下面攝像頭信號(hào)采集時(shí)序圖所示：4攝像頭信號(hào)采集時(shí)序圖采集圖像時(shí)盡快地一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)的取就行了，和模擬攝像頭一樣。VYNSC是判斷是否一幅圖像開始，周期是20mS，其中高電平持續(xù)時(shí)間很短，忽略；HREF是判斷是否一行圖像的開始，周期是63us23us292行。必須明確：場(chǎng)中斷要通過下降沿捕捉，行中斷要通過上升沿捕捉。若用IRQ行中斷必須加反相器。23US后采集OV6620有多少個(gè)點(diǎn)：40us/110ns=363消隱和無效信號(hào)去掉356個(gè)點(diǎn)。3、圖像處理數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的處理，才能提取出賽道位置，保證后續(xù)工作的順利進(jìn)行。圖像處理簡(jiǎn)單的來說就是根據(jù)攝像頭傳回來的視頻信號(hào)中提取出黑線的位置valve，對(duì)于視頻信號(hào)矩陣中的每一行，從左至右比較各像素值和閾值的首先找到從白色像素到黑色像素的下降沿和從黑色像素到白色像素的上升沿是”是且差值為正，則跟蹤邊緣檢測(cè)算法。4、圖像應(yīng)用我們采用的是直接邊緣檢測(cè)算法，因?yàn)樵摲椒弓h(huán)境光強(qiáng)變化干擾的能力更強(qiáng)，同時(shí)還能消除垂直交叉黑色引導(dǎo)線的干擾5所示圖5圖像采集的還原圖所以就將一場(chǎng)圖像分為兩部分，近端部分和遠(yuǎn)端部分。為了給單片機(jī)處理節(jié)約時(shí)間我們采用了全場(chǎng)動(dòng)態(tài)范圍來提取黑線即首先取得第一幅圖像得到近處基準(zhǔn)行黑線位置5（，這主要是解決光線對(duì)攝像頭的反光問攝像頭車相對(duì)于電磁車與光電車最大的優(yōu)勢(shì)在于有較遠(yuǎn)的前瞻要了即行分辨率和分辨率越高圖取出來的黑線位置就越穩(wěn)定可靠再加上一些全局，明顯內(nèi)存就不夠用了。我們想到的第一個(gè)解決辦法是買到64M我們將原來靜態(tài)閾值改為動(dòng)態(tài)閾值，使得每一行之間的閾值過度更加自然。因?yàn)椴煌膱?chǎng)合光線強(qiáng)度不一樣從而閾值也就不一樣，相鄰兩行之間的灰度值不會(huì)相差很大。注，動(dòng)態(tài)閾值取法和內(nèi)存刷新說明：1）