(完整word版)基于摄像头的图像采集与处理应用

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图像处理与模式识别技术在监控系统中的应用

图像处理与模式识别技术在监控系统中的应用

图像处理与模式识别技术在监控系统中的应用一、引言随着科技的不断发展,监控系统在各个领域得到了广泛应用。

其中,图像处理与模式识别技术作为监控系统中的重要组成部分,具有专业性强的特点。

本文将围绕图像处理与模式识别技术在监控系统中的应用展开讨论。

二、图像处理技术在监控系统中的应用1. 视频图像增强监控系统中获取的视频图像往往受到环境、光照等因素的影响,导致图像质量不佳。

图像处理技术可以对这些图像进行增强,提高图像的清晰度、对比度等,从而更好地满足监控系统对图像的要求。

常用的图像增强方法有直方图均衡化、滤波等。

2. 目标检测与跟踪监控系统需要对目标进行检测与跟踪,以实现对目标的实时监控与分析。

图像处理技术可以通过检测目标的形状、颜色、纹理等特征对目标进行自动识别。

此外,还可以利用目标的运动轨迹等信息进行目标的跟踪,实时追踪目标的位置与行为。

3. 图像拼接监控系统中往往需要同时监控多个区域,而只有有限的摄像机资源。

图像处理技术可以将多个摄像头的图像进行拼接,形成一个大画面,实现对更大范围的监控。

此外,还可以通过图像拼接技术将多个摄像头的图像无缝衔接,避免监控盲区的产生。

三、模式识别技术在监控系统中的应用1. 行为识别与分析监控系统需要对目标的行为进行识别与分析,以实现对异常行为的及时发现与预警。

模式识别技术可以通过学习目标的正常行为模式,对目标的行为进行实时监测与分析,当目标的行为偏离正常模式时,触发报警系统。

2. 人脸识别人脸识别技术是近年来监控系统中的热门应用之一。

通过模式识别技术,可以对监控图像中的人脸进行自动识别与比对。

这在安全监控、人员出入登记等场景中具有重要意义。

3. 物体识别监控系统中的目标不仅可以是人,还可以是车辆、动物等物体。

模式识别技术可以对这些物体进行自动识别与分类,提高监控系统对不同类型目标的感知能力。

四、总结与展望图像处理与模式识别技术在监控系统中的应用已经成为当前科技发展的热点之一。

监控摄像头图像处理技术与应用

监控摄像头图像处理技术与应用

监控摄像头图像处理技术与应用随着科技的发展,人们对智能安防系统的需求也越来越高。

其中,监控摄像头图像处理技术的应用便是智能安防系统中不可或缺的部分。

本文将从图像处理技术的基础知识、图像处理技术的应用、图像处理技术的发展趋势三个方面进行探讨,希望能为大家带来有益的启发。

一、图像处理技术的基础知识图像处理技术是一种涉及图像分析、图像识别、图像改善、图像压缩等多种技术的综合领域。

在监控摄像头中,图像处理技术的主要目的是为了提高监控视频的质量、减少数据量、降低传输带宽等。

图像处理技术的基础知识主要包括以下几个方面:1.灰度化:将一张彩色图片转换成灰度图像,可以方便的进行后续的处理。

灰度化采用的一般是RGB彩色空间中的亮度模型,即将三原色分别乘以一个系数,然后再求和即可得到亮度值。

2.滤波:滤波是一种通过在图像中引入噪声来模拟真实情况的技术。

通过滤波,可以消除图像中的噪声,从而提高监控视频的可视化效果。

3.边缘检测:边缘检测是一种可以从图像中识别出物体边缘的技术。

在边缘检测中,常用的算法有Sobel算子、Laplacian算子、Canny算法等。

二、图像处理技术的应用监控摄像头图像处理技术的应用主要表现在以下几个方面:1.人脸识别:人脸识别是一种可以自动识别出照片或视频中的人脸的技术。

在人脸识别中,常用的算法有PCA算法、LDA算法、SVM算法等。

2.虚拟现实:虚拟现实技术可以将真实场景和虚拟场景进行结合,从而创造出一种极具沉浸感的交互体验。

在监控摄像头中,虚拟现实技术可以用于建立三维景观模型、构建虚拟现实漫游路径等。

3.运动检测:运动检测主要是对监控视频中的动态变化进行分析,主要包括目标检测、目标跟踪等技术,在实际应用中可以用于监控区域内的安全保卫。

三、图像处理技术的发展趋势随着社会科技的快速发展,图像处理技术也在不断地创新发展。

未来的图像处理技术发展趋势主要表现在以下几个方面:1.深度学习技术的应用:深度学习技术是当下人工智能领域中最为火热的技术之一。

基于CCD的图像采集和处理系统

基于CCD的图像采集和处理系统

基于CCD的图像采集和处理系统一、概述随着科技的快速发展,图像采集和处理技术在许多领域,如医疗、工业、安全监控等,都发挥着越来越重要的作用。

基于电荷耦合器件(CCD)的图像采集和处理系统以其高分辨率、高灵敏度和低噪声等优点,在科研、工业生产和日常生活中得到了广泛应用。

电荷耦合器件(CCD)是一种能够将光信号转换为电信号的半导体器件,其内部由大量紧密排列的光敏元件(像素)组成。

当光线照射到CCD表面时,每个像素会根据光线的强弱产生相应的电荷,通过后续电路的处理,可以将这些电荷转换成数字信号,从而实现对图像的捕捉和存储。

基于CCD的图像采集和处理系统主要由光学系统、CCD传感器、模数转换电路、图像处理软件等部分组成。

光学系统负责将目标景物的光线引导到CCD传感器上CCD传感器将光信号转换为电信号模数转换电路将模拟信号转换为数字信号,以便后续处理图像处理软件则负责对采集到的图像进行各种增强、分析和识别等操作,以满足不同应用的需求。

本文将对基于CCD的图像采集和处理系统的基本原理、组成结构、关键技术以及应用领域进行详细介绍,旨在为相关领域的研究人员、工程师和技术人员提供有益的参考和借鉴。

同时,也期望通过本文的探讨,能够推动基于CCD的图像采集和处理技术的进一步发展和应用。

1. 图像采集与处理技术的发展背景随着科技的飞速发展,图像采集和处理技术已成为现代社会不可或缺的一部分。

从早期的模拟信号处理技术,到现代的数字信号处理技术,图像采集和处理技术经历了巨大的变革。

在这个过程中,电荷耦合器件(ChargeCoupled Device,简称CCD)的发明和应用,极大地推动了图像采集和处理技术的发展。

图像采集技术是对真实世界中的光信号进行捕捉和转换的过程,而处理技术则是对这些信号进行增强、分析和理解的操作。

早期的图像采集设备,如摄像机,大多采用模拟信号处理技术,其精度和稳定性有限。

随着数字技术的崛起,尤其是计算机技术的快速发展,数字图像采集和处理技术逐渐取代模拟技术,成为主流。

高清视频采集与处理技术的研究与应用

高清视频采集与处理技术的研究与应用

高清视频采集与处理技术的研究与应用随着科技的不断发展,人们对高质量视频需求的不断提高,高清视频采集与处理技术的研究与应用越来越受到人们的关注。

本文将介绍高清视频采集与处理技术的相关知识和应用领域。

一、高清视频采集技术高清视频采集技术是指通过专业的视频采集设备,采集现场的高清画面并将其录制下来,以便后续处理和展示。

采集过程需要考虑到画面质量、数据量、传输速度等因素,其中摄像头的质量和性能对采集效果和后续处理都有着很大的影响。

1. 摄像头的选择选择合适的摄像头对于高清视频采集十分重要。

一般来说,要选用分辨率高、噪声小、图像清晰、色彩饱和的高清摄像头。

常用的高清摄像头有HDCVI、AHD、HD-TVI等。

2. 采集设备除了摄像头外,还需要相应的采集设备,通常是专业的视频采集卡或视频采集盒。

采集设备的质量和性能也会影响到采集效果和后续处理。

3. 采集参数的设置在进行高清视频采集前,要对采集参数进行设置,如分辨率、帧率、码率、I帧间隔等。

根据采集场景的不同,需要进行相应的设置。

二、高清视频处理技术高清视频处理技术包括视频压缩、图像增强、目标检测、视频分析等方面。

视频处理可以为后续的存储、传输、交流提供更好的用户体验。

1. 视频压缩技术视频压缩技术可以将大数据量的原始视频数据压缩,以减小数据存储和传输的成本。

视频压缩一般分为有损压缩和无损压缩两种方式。

有损压缩可以通过减少视频数据的冗余信息和舍去一些不重要的信息来达到压缩数据的目的。

而无损压缩则是通过优化编码算法来实现数据压缩,达到保留更多数据信息的目的。

2. 图像增强技术图像增强技术可以提高视频图像的清晰度和细节,使用户体验更好。

图像增强技术包括图像去噪、图像锐化、图像对比度增强等。

3. 目标检测技术目标检测技术可以在视频中自动检测特定的目标物体,并给出相应的识别结果。

目标检测常用的方法有基于特征的检测方法、基于文本信息的检测方法、基于颜色特征的检测方法等。

基于摄像头的图像采集与处理应用

基于摄像头的图像采集与处理应用

基于摄像头得图像采集与处理应用1、摄像头工作原理图像传感器,就是组成数字摄像头得重要组成部分。

根据元件得材料不同,可分为CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合元件)与CMOS(plementary MetalOxide Semiconductor,金属氧化物半导体元件)两大类。

电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device),它使用一种高感光度得半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部得闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机得处理手段,根据需要与想像来修改图像。

CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。

当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有得感光单位所产生得信号加在一起,就构成了一幅完整得画面。

互补性氧化金属半导体CMOS(plementary MetalOxide Semiconductor)与CCD一样同为在图像传感器中可记录光线变化得半导体。

CMOS主要就是利用硅与锗这两种元素所做成得半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电)与P(带+电)级得半导体,这两个互补效应所产生得电流即可被处理芯片纪录与解读成影像。

然而,CMOS得缺点就就是太容易出现杂点, 这主要就是因为早期得设计使CMOS在处理快速变化得影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热得现象。

CCD与CMOS在制造上得主要区别就是CCD就是集成在半导体单晶材料上,而CMOS就是集成在被称做金属氧化物得半导体材料上,工作原理没有本质得区别。

CCD制造工艺较复杂,采用CCD得摄像头价格都会相对比较贵。

事实上经过技术改造,目前CCD与CMOS得实际效果得差距已经减小了不少。

而且CMOS得制造成本与功耗都要低于CCD不少,所以很多摄像头生产厂商采用得CMOS感光元件。

图像采集与处理技术在智能建筑监控中的应用

图像采集与处理技术在智能建筑监控中的应用

图像采集与处理技术在智能建筑监控中的应用智能建筑监控系统是基于图像采集与处理技术的一种应用,它通过安装在建筑物各个角落的摄像头,采集实时视频数据并通过图像处理算法进行分析和处理。

这种技术的应用使得智能建筑能够实现更高效的监控和管理,提升建筑的安全性和便利性。

图像采集是智能建筑监控系统的基础,通过在建筑物内部和外部的关键位置安装高清摄像头,可以全方位地监控建筑物的各个角落。

摄像头可以通过有线或无线方式连接到监控中心,实时传输视频信号。

这些摄像头可以通过网络进行远程监控,监控中心可以随时查看建筑物内外的情况,并及时采取应对措施。

图像处理是智能建筑监控系统的关键技术,通过对采集到的实时视频数据进行处理和分析,可以实现多种功能和应用。

首先,通过人脸识别算法,系统可以自动检测建筑物内外的人员,对来访者进行识别和记录。

这样一来,无需人工值守,系统就能够自动判断并控制建筑物的进入权限,提高了建筑的安全性。

其次,图像处理技术还可以用于智能数据分析。

通过对监控摄像头采集到的视频进行分析,系统可以自动识别建筑物内部的异常情况,如火灾、破窗、盗窃等,及时报警并通知相关人员。

这大大提高了建筑物的防范能力,可以及时进行紧急处理,减小事故的发生和损失。

另外,图像处理技术还可以应用于智能建筑的能源管理中。

通过对建筑物内部的照明、空调、电力设备等进行监控和控制,系统可以根据实时采集到的图像数据来调节能源的使用和分配,提高能源利用效率。

在建筑物内部没有人员时,系统可以自动关闭不必要的灯光和设备,节省能源,降低能源消耗。

除了上述功能和应用,图像采集与处理技术还可以在智能建筑的智能化管理中发挥作用。

通过对建筑物内部环境和设施的全面监控,系统可以自动生成巡检报告,提供给管理人员进行参考和决策。

这样一来,不仅提高了建筑物的管理效率,还能够有效降低管理成本。

总之,图像采集与处理技术在智能建筑监控中发挥着重要的作用。

通过安装摄像头进行图像采集,并利用图像处理算法进行数据分析和处理,智能建筑监控系统可以实现多种功能和应用,提高建筑物的安全性和便利性,进一步推动智能建筑的发展。

摄像头图像采集与处理技术研究

摄像头图像采集与处理技术研究

摄像头图像采集与处理技术研究摄像头图像采集与处理技术是现代计算机视觉领域中非常重要的一个部分。

随着技术的不断进步,摄像头的应用越来越广泛。

从安防监控、智能电子、虚拟现实到自动驾驶,摄像头的应用场景已经横跨各个领域。

在这个过程中,对摄像头的图像采集和处理技术进行研究和探讨,已经成为了计算机视觉领域中的热门话题之一。

一、图像采集技术摄像头的原理是将光学图像转换成电子信号。

通常,摄像头需要采集足够多的光学原始图像,并把这些原始图像以一定的频率和分辨率输出成电子信号。

在这个过程中,图像的采集把握和处理对后续图像处理有着至关重要的作用。

事实上,摄像头的图像采集质量直接影响视觉算法的准确性和可行性。

在图像采集技术中,摄像头的控制是一个重点研究之一。

在摄像头的应用中,控制命令的时间延迟、控制命令的帧率和采集信号等方面都需要进行优化,以达到更好的采集效果。

此外,采集应该保证摄像头的曝光信息、带宽信息和采集图像的质量信息等方面的完整性,这样才能更加准确地处理以及获取更多的信息。

除了控制命令、延迟、帧率和曝光信息之外,图像采集还需要考虑摄像头的分辨率、视角和光学透镜等因素。

这些因素也会直接影响图像的采集和处理效果。

因此,在摄像头图像的采集过程中,不仅需要考虑图像的采集方式和分辨率,同时还需要考虑不同应用中的具体场景。

二、图像处理技术图像处理是将图像数据转化为有用的信息的过程。

这个过程可以分为多个阶段,如图像增强、去噪、特征提取、目标定位等。

这些都是非常基础和重要的技术。

除了基础的处理技术之外,基于纹理、形状、颜色等特征的特征识别技术也在不断发展。

这些算法通过对图像的特征进行提取和识别,可以用于人脸检测、物体识别和运动跟踪等领域。

此外,人工智能技术的兴起,从而催生了以深度学习、卷积神经网络等技术为代表的新型图像处理技术,这种算法具有非常高的准确性和智能性。

在处理技术的应用过程中,需要考虑图像的噪声、光照、锐度、对比度等方面的影响。

图像处理技术第2章图象采集

图像处理技术第2章图象采集

02 图像采集设备
扫描仪
平板扫描仪
适用于扫描反射稿,如照片、 图纸等。
馈纸式扫描仪
适用于扫描大量文件,如文档 、票据等。
胶片扫描仪
专门用于扫描胶片,如电影胶 片、幻灯片等。
鼓式扫描仪
专业级扫描仪,适用于高精度 、大幅面扫描。
数码相机
消费级数码相机
适用于普通消费者,具有便携、易用等特点。
长焦数码相机
以满足不同输出需求。
04 图像采集技术
光学字符识别(OCR)技术
01
OCR技术原理
通过扫描、拍照等方式将纸质文档转换为图像,再利用OCR技术对图像
中的文字进行识别,将其转换为可编辑和检索的文本格式。
02
OCR技术应用
广泛应用于文档数字化、数据录入、自然语言处理等领域,如将扫描的
纸质文档转换为可编辑的电子文档,方便存储、传输和编辑。
• 三维图像采集技术:近年来,三维图像采集技术得到了快速发展。通过结构光 、激光扫描等技术手段,可以获取物体的三维形状和纹理信息,为三维重建、 虚拟现实等领域提供了有力支持。
• 智能图像采集技术:随着人工智能和深度学习技术的发展,智能图像采集技术 逐渐兴起。该技术能够自适应地调整采集参数、优化图像质量,并实现自动聚 焦、曝光控制等功能,极大地提高了图像采集的效率和准确性。
特殊摄像头
如红外摄像头、夜视摄像头等,适用 于特殊环境下的图像采集。
其他图像采集设备
01
医疗影像设备
如X光机、CT机、MRI等,用于医学 诊断和治疗。
工业检测设备
如工业相机、机器视觉系统等,用 于工业自动化和质量控制。
03
02
科研图像采集设备
如显微镜、望远镜等,用于科学研 究和实验。

图像处理技术在智能监控领域的应用

图像处理技术在智能监控领域的应用

图像处理技术在智能监控领域的应用随着社会的不断发展,监控技术已经成为了不可或缺的一部分,无论是家庭、企业还是公共场所,都需要在一定程度上进行监控。

而传统的监控方式已经无法满足现代化的需求,因此智能监控技术正在逐渐成熟并得到广泛应用。

图像处理技术是智能监控技术中最重要的一部分,它可以通过对图像的识别、分析、处理等方法,实现对于监控区域的准确、快速的检测和预警,从而能够帮助人们更好地进行安全保护工作。

在智能监控领域,图像处理技术主要包括以下四大应用:1. 人脸识别技术人脸识别技术是图像处理技术中最常见的一种,它可以通过人脸图像的分析和识别,实现对于身份的确认和检测。

这种技术广泛应用于金融、安防、门禁等场景,可以帮助人们更好地进行人员管理和安全检测。

在这种技术中,一般需要使用深度学习等算法进行训练和识别。

首先需要通过收集大量的人脸图像来进行训练,并对数据进行处理和优化,从而形成一个包含大量特征的人脸图库。

当出现新的人脸图像时,系统会通过比较其特征与图库中的数据进行匹配,从而实现人脸识别的功能。

2. 动态目标检测技术动态目标检测技术是智能监控中的另一种重要应用,它可以通过对图像中移动的目标进行识别和跟踪,实现对于目标的实时监测和预警。

这种技术广泛应用于公共场所等需要对目标进行监控的场景,如机场、军营等。

在这种技术中,一般需要使用比较复杂的算法进行处理,包括神经网络等模型。

首先需要对图像进行分割和二值化处理,然后通过形态学等算法对图像进行优化和变换,从而实现目标的检测和跟踪。

3. 全景视频监控技术全景视频监控技术是一种比较新颖的监控技术,它可以通过对多个摄像头的全景视频进行拼接和融合,实现对于监控区域的全方位监测。

这种技术广泛应用于重要场所的监控,如博物馆、桥梁等。

在这种技术中,一般需要使用图像处理和计算机视觉等技术进行处理。

首先需要对多个摄像头的视频进行拼接和校正,之后需要对图像进行颜色校正和镜头矫正等处理,最后形成一张全景图像。

基于摄像头的影像采集技术

基于摄像头的影像采集技术

基于摄像头的影像采集技术摘要:文章针对基于摄像头的影像采集技术进行研究,分析了影像采集技术的关键实现环节(影像提取、影像处理、影像存储、影像检索、影像信息加密)以及影像采集技术的应用现状和发展。

关键词:摄像头;影像采集;影像检索摄像头已经成为人们非常熟知的设备之一,在生活领域,人们广泛使用摄像头在网络进行有影像、有声音的交谈和沟通;在工作领域,摄像头被广泛的运用于视频会议,远程医疗,军事管理,交通管理,实时监控,档案管理等方面。

影像采集技术是指通过图像处理技术或者人工的方式利用影像设备获取图像信息,并存储成为可供使用的数字化信息,通过网络或电话等多种途径进行影像传输,浏览,检索等,从而真正实现对各类档案资料、各种票据的长期保存、智能查询和科学管理。

基于摄像头的影像采集技术即通过控制摄像头来采集图像数据,并将图像进行一些处理,按照预定的像素值和图片格式来存储图像并进行相应的图像处理。

1影像采集技术实现的主要步骤影像采集技术的实现主要有五个环节:影像提取,影像压缩,影像存储,影像检索和影像信息加密。

1.1影像提取首先要连接并打开摄像头,将摄像头与电脑连接好后,安装相应的摄像头驱动程序,打开摄像头,从摄像头的影像当中提取一张静态影像。

具体做法可以使用avicap32.dll中的capCreateCaptureWindowA函数创建一个视频窗口并得到句柄,再用SendMessage函数向其发送消息来控制视频窗口完成影像提取功能。

1.2影像处理为保证影像清晰可辨,需要对采集到的影像材料进行图像矫正处理:去黑边、倾斜校正、去除线条黑斑,压缩等。

①去除黑边、线条、黑斑。

由于扫描纸张纸质和扫描设备灯光的原因,从影像设备提取出来的影像多数容易采集到黑边,有时还会采集到许多干扰线条或黑色斑点,这些可以通过对影像设置相应阀值,提取影像边缘后进行像素置换的方式来实现。

②倾斜校正。

倾斜校正是一个讨论影像围绕着什么旋转的问题,通常我们是以影像的中心为圆心来旋转。

图像处理技术在安防监控系统中的应用概述

图像处理技术在安防监控系统中的应用概述

图像处理技术在安防监控系统中的应用概述随着科技的不断进步,图像处理技术在各个领域中得到了广泛应用,特别是在安防监控系统中。

安防监控系统是一种重要的手段,用于保护个人和财产的安全。

而图像处理技术的应用则可以提高监控系统的效率、准确性和可靠性。

在安防监控系统中,图像处理技术的应用主要包括图像获取、图像预处理、特征提取、目标检测和目标识别等方面。

图像获取是安防监控系统中的重要一环。

通常采用的图像获取设备包括摄像头、红外传感器等。

图像获取设备的选择和布局需要根据具体的监控需求和环境来确定,以充分覆盖监控区域。

图像预处理是为了优化图像质量和准确性,包括去噪、增强、图像校正等处理步骤。

去噪可以降低图像的噪声干扰,增强可以提升图像的对比度和清晰度,而图像校正则可以纠正图像的畸变和变形问题。

特征提取是图像处理技术在安防监控系统中的关键一步。

通过特征提取,可以从图像中提取出与目标相关的特征信息,例如颜色、纹理、形状等。

这些特征信息可以作为后续目标检测和识别的依据。

目标检测是指在图像中自动地检测出与安全监控有关的目标物体。

通过图像处理技术,可以识别出物体的位置、大小和形状等信息,进而进行后续的处理和分析。

在安防监控系统中,目标检测可以应用于人脸识别、车辆识别以及物体追踪等方面。

目标识别是根据目标的特征信息进行分类和识别。

通过图像处理技术,可以对目标进行自动识别,例如识别人脸、车牌等。

目标识别可以帮助安防监控系统实现自动化的监控和报警功能,提高监控系统的效率和准确性。

除了以上几个主要方面外,图像处理技术还可以应用于视频编码、视频压缩、视频流分析等方面。

视频编码和压缩可以减少视频数据的存储和传输成本,视频流分析可以帮助安防监控系统实现自动化的视频监控和报警功能。

总结起来,图像处理技术在安防监控系统中的应用能够极大地提高监控系统的效率、准确性和可靠性。

通过图像获取、图像预处理、特征提取、目标检测和目标识别等步骤的应用,可以实现对监控区域的全面覆盖、对目标物体的准确检测和识别,从而提高安防监控系统的监控能力和预警能力,保护个人和财产的安全。

对摄像头采集图像的处理(1)

对摄像头采集图像的处理(1)

1.图像处理4.2.1目标指引线的提取智能车通过图像采样模块获得车前方的赛道图像信息,往下介绍如何分析此二维数组来提取黑线,我们采用边缘检测的方法。

二维数组的行数和列数即为像素的图像坐标,我们若求出了黑线边缘的图像坐标,就知道了黑线的位置。

黑线边缘的特点是其左、右两像素为一黑一白,两像素值的差的绝对值大于某阀值,大于可根据试验确定;而其余处的相邻两像素或全白,或全黑,像素值差的绝对值小于该阀值。

这样,只要我们对两数组每行中任何相邻两点做差,就可以根据差值的大小是否大于该阀值来判断此两点处是否为黑线边缘,还可以进行根据差值的正负来判定边缘处是左白右黑,还是右黑左白。

从最左端的第一个有效数据点开始依次向右进行阀值判断:由于实际中黑白赛道边缘可能会出现模糊偏差,导致阀值并不是个很简单介于两相邻之间,很可能要相隔两个点。

因此:第line为原点,判断和line+3的差是否大于该阀值,如果是则将line+3记为i,从i开始继续在接下的从i+3到该行最末一个点之间的差值是否大于阀值,如果大于则将line+i/2+1的坐标赋给中心给黑线中心位置值,如5-4图4-4单行黑线提取法利用该算法所得到的黑线提取效果不仅可靠,而且实时性好;在失去黑线目标以后能够记住是从左侧还是从右侧超出视野,从而控制舵机转向让赛车回到正常赛道。

试验表明:只要阀值取得合适,该算法不仅可靠,而且实时性较好。

如果更进一步可以设置阀值根据现场情况的变化而变化。

在黑线引导线已经能够可靠提取的基础上,我们可以利用它来进行相应的弯、直道判定,以及速度和转向舵机控制算法的研究。

2.3.4.4.视频采集通过摄像头捕获视频信号,采用查询方式或者中断方式对视频信号进行采样。

结合前面的电路原理图,主程序采用I/O查询方式判别奇偶场信号跳变,并用中断方式处理行同步引发的中断。

当奇偶场信号发生跳变(即新的一场到来)时,对行同步信号计数器清零。

在行中断服务函数中,每来一个行同步则行计数器加1,当行计数等于所需采样行时,结束采样进入控制算法,直到一个控制循环结束。

摄像头图像采集及处理

摄像头图像采集及处理

摄像头采集赛道黑线信息是本系统赛道信息获取的主要途径,本章将从摄像头工作原理、图像采样电路设计、和采样程序流程图三个方面进行介绍。

8.1 摄像头工作原理摄像头常分为彩色和黑白两种摄像头,主要工作原理是:按一定的分辨率,以隔行扫描的方式采样图像上的点,当扫描到某点时,就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度成一一对应关系的电压值,然后将此电压值通过视频信号端输出。

2012-9-14 20:37:21 上传下载附件 (48.85 KB)在示波器上观察可知摄像头信号如图8.1所示。

摄像头连续地扫描图像上的一行,就输出一段连续的电压视频信号,该电压信号的高低起伏正反映了该行图像的灰度变化情况。

当扫描完一行,视频信号端就输出一低于最低视频信号电压的电平(如0.3V),并保持一段时间。

这样相当于,紧接着每行图像对应的电压信号之后会有一个电压“凹槽”,此“凹槽”叫做行同步脉冲,它是扫描换行的标志。

然后,跳过一行后(因为摄像头是隔行扫描的方式),开始扫描新的一行,如此下去,直到扫描完该场的视频信号,接着就会出现一段场消隐区。

此区中有若干个复合消隐脉冲(简称消隐脉冲),在这些消隐脉冲中,有个脉冲,它远宽于(即持续时间长于)其他的消隐脉冲,该消隐脉冲又称为场同步脉冲,它是扫描换场的标志。

场同步脉冲标志着新的一场的到来,不过,场消隐区恰好跨在上一场的结尾部分和下一场的开始部分,得等场消隐区过去,下一场的视频信号才真正到来。

摄像头每秒扫描25 幅图像,每幅又分奇、偶两场,先奇场后偶场,故每秒扫描50 场图像。

奇场时只扫描图像中的奇数行,偶场时则只扫描偶数行。

8.2 图像采样电路设计在本次比赛中赛道仅由黑白两色组成,为了获得赛道特征,只需提取探测画面的灰度信息,而不必提取其色彩信息,所以本设计中采用黑白摄像头。

型号为: XB-2001B,分辨率为320*240。

为了有效地获取摄像头的视频信号,我们采用LM1881提取行同步脉冲,消隐脉冲和场同步脉冲,电路原理图8.2所示。

基于摄像头的影像采集技术

基于摄像头的影像采集技术

摄像头 已经成为人们非常熟知 的设备之一 ,在生活 标 为 x - cs 0一t)X O t + s 1Y = cs xi ( 。 ro( O= CSt yi ) y o ∞- s 1 o ) n(, n) 领域 , 人们广泛使用摄像 头在网络进行有影像 、 有声音 的 在 c #语 言 中实 现 影 像 的 倾 斜 或 旋 转 操 作 可 以使 用 交 谈 和 沟通 ; 工 作 领 域 , 像 头 被 广 泛 的运 用 于视 频 会 G ahc 对 象 所 生 成 的 g o t rnf m 方 法 函数 ,倾斜 在 摄 rpi s . t e as r R aT o 议 , 程 医疗 , 远 军事 管 理 , 通 管 理 , 时 监 控 , 案 管 理 校 正 后 可 以使 用 g iR c nl 方 法 函 数 将 得 到 的 影 像 交 实 档 . l et g Fl a e 等方面。影像采集技术是指通 过图像 处理技 术或者人工 填 充 到指 定 的矩 形 区 域 中 。 的方 式利 用 影 像 设 备 获 取 图像 信 息 ,并 存 储 成 为 可 供 使 ③ 压 缩 。 由于 从 影 像 设 备 提 取 出来 的 影像 可 能是 原 用的数字化信息 ,通过 网络或 电话等多种途径进行影像 始像 素或者格式 , 这些格式往 往非常大 , 占用 磁盘空间 , 传输 , 浏览 , 检索等 , 而真正实现对各类档案资料 、 从 各种 网络传输速度慢耗 时多 ,所 以影像压缩也是影像 处理 的 票据 的长期保存 、 能查询和科学管理 。 智 基于摄像头 的影 个重要环节 。影像压缩一般是通过减少用来描述 图像 像采集技术 即通 过控制摄像头来采集 图像数据 ,并将图 的 比特 数实现 的。 影像 压缩有彩 色 、 灰度 、 白影像三种 黑 像进行一些处理 ,按照预定 的像素值和 图片格式来 存储 方 式 , 同类 型 的 影 像 文 件 大 小不 一致 , 根据 实 际需 求 不 应 图像 并 进 行相 应 的 图像 处 理 。 进 行 选 择 。这 里 以 黑 白影 像 为 例 简单 介 绍 将 彩 色 影 像 转

摄像头图像处理技术的研究与应用

摄像头图像处理技术的研究与应用

摄像头图像处理技术的研究与应用第一章摄像头图像处理技术简介摄像头图像处理技术是指通过数码图像技术对摄像头拍摄到的图像进行处理,以达到图像变换、增强、分割、识别等目的的一种技术。

摄像头图像处理技术的应用非常广泛,主要应用于视频监控、自动驾驶、机器人视觉、图像识别等领域。

第二章摄像头图像处理技术的研究方法摄像头图像处理技术的研究方法主要有两种:基于规则的方法和基于机器学习的方法。

基于规则的方法是指根据领域专业知识手工设计一些规则,通过程序实现去处理图像。

而基于机器学习的方法则是通过模型训练和优化来达到更好的结果,这种方法更适用于一些比较复杂的场景。

第三章摄像头图像处理技术的应用案例1. 视频监控摄像头在视频监控中起着至关重要的作用,通过对图像的处理,可以检测人脸、车辆、人流等各种视频内容,并对其进行分析和识别,从而实现安全保障。

2. 自动驾驶自动驾驶是未来交通领域的热门话题之一,而摄像头图像处理技术则是实现自动驾驶的核心技术之一。

通过对车辆周围的环境进行高精度的感知,可以及时地发现前方障碍物和交通标志,实现自主导航和车道保持。

3. 机器人视觉机器人视觉是一种非常新颖和前沿的技术,可以让机器人具有类似于人类的视觉能力。

通过摄像头图像处理技术,可以让机器人感知以及理解周围的环境信息,实现自主化执行任务。

4. 图像识别图像识别是一项非常重要的技术,许多公司都会将其应用于商业领域。

摄像头图像处理技术可以对高清视频进行深度学习处理,让计算机具备各种图像的识别和分类能力,特别是在高雾、黑夜以及低光情况下有着重要的应用价值。

第四章摄像头图像处理技术的发展趋势1. 人工智能和深度学习技术的应用随着人工智能技术的快速发展,深度学习技术也在不断完善。

未来,摄像头图像处理技术将会更多地运用到人工智能和深度学习技术中。

通过建立海量的数据集,能够让计算机具备更加优秀的图像识别能力。

2. 低功耗芯片技术的不断提升摄像头图像处理技术需要大量的计算资源,因此低功耗芯片技术的不断提升将会对其发展带来极大的推动力。

摄像头图像处理技术的研究与应用

摄像头图像处理技术的研究与应用

摄像头图像处理技术的研究与应用随着科技的不断发展,摄像头的应用越来越广泛,例如智能家居、安防监控等领域。

而图像处理技术则是保障摄像头安全、监控、识别等功能的重要技术。

本文将从图像处理技术的概述、发展历程以及应用场景三个方面详细阐述摄像头图像处理技术的研究与应用。

一、图像处理技术的概述图像处理技术是用计算机自动分析和处理图像信息的一种技术手段。

通俗地来说,就是计算机通过算法分析摄像头拍摄到的图像,进行图像增强、目标识别、图像压缩等一系列处理操作,从而得到更好的图像质量和分析结果。

图像处理技术可分为传统的数字图像处理与基于深度学习的图像处理两种。

传统的数字图像处理技术主要是通过对图像进行算法优化、滤波等方法来实现图像的处理;而基于深度学习的图像处理技术则是通过神经网络模型对图像进行学习和推断,从而实现图像打标签、目标跟踪等操作。

二、图像处理技术的发展历程图像处理技术的发展历程可追溯到20世纪50年代。

当时,计算机还没有实现图像处理的系统,因此图像处理的步骤需要人工进行,工作效率极低。

经过多年的研究和发展,人们逐渐探索出实现计算机自动处理图像的方法,并成功地将其应用于医学图像分析、军事目标识别、安防监控等领域。

随着计算机技术的不断进步和深度学习技术的发展,图像处理技术得到了进一步的提高和完善。

在2012年,基于深度学习的图像分类算法AlexNet创新性地突破了计算机处理图像的准确性,性能上相比之前传统的图像处理技术有了极大的提高;而基于Convolutional Neural Network的研究也实现了目标检测、国际象棋游戏等多样化的操作。

三、图像处理技术的应用场景摄像头的应用范围越来越广泛,例如监控领域的视频监控、大型体育场馆内的视频监控,人工智能领域的自动驾驶、人脸识别等。

而图像处理技术则是实现这些应用场景的基础。

在安防领域,图像处理技术可以通过人脸识别、行为分析等手段,实现对安全场所的警戒、预警和记录,从而更好地维护人员和财产的安全;而在自动驾驶领域,图像处理技术则可以将图像与GPS等传感器进行结合,实现自动驾驶功能,提高驾驶安全性以及减少交通事故的发生。

摄像头和图像处理技术的应用

摄像头和图像处理技术的应用

摄像头和图像处理技术的应用当前,随着科技的快速发展,摄像头及图像处理技术得到了大规模应用,无论是生活中的安防系统,还是商业用途的智能设备,都离不开这一技术的帮助。

如何更好地运用这一技术,提高效能,就成了当前人们追求的目标。

本文将从以下几个方面来阐述这一技术的应用。

一、摄像头的发展随着数字技术的日益成熟,摄像头相关技术也得到快速发展。

比如说目前占据市场主流的CCD和CMOS摄像头,不仅掌握在了用户手中,而且在工业、医疗、军事、航空等领域大量落地。

而且,这些领域的落地应用,大大拓展了相机应用场景的广度和深度。

二、摄像头在安防行业的应用摄像头的应用首先体现在安防行业中。

随着侵财、侵害人身安全等案件的增加,人们对于安全问题越来越重视。

而安防摄像头作为一种最直接、最快速的整合、提升安防保障能力的手段,被广泛应用于各种场景。

比如说街道路口、商铺、公共场所等。

安防摄像头不仅可以减少犯罪率,还可以帮助警方更准确地辨识罪犯,保证社会安全的稳定。

三、摄像头在智能交通领域的应用随着经济的发展和城市化的加速推进,交通拥堵问题越来越突出。

传统人工交通管控方式效率底下,监视器通过图像处理技术实现自动识别车辆类型、车速、车流量、拥堵情况、违规事件等信息。

配合数据平台的集成,可以帮助交通管理部门进行智能决策。

比如说,交通拥堵占用的时间长和交通事件(如事故)在这种情况下发生率高,但是通过摄像头,可以帮助交通管理部门进行实时监测,并实时应对。

四、摄像头在商业领域中的应用商业场景下,摄像头同样扮演着不可替代的角色。

如超市、电影院、餐厅等公共场所。

通常而言,商业场景下摄像头的应用最多体现在顾客行为分析、安全检测、公共品德等方面。

比如说针对领导力和团队合作能力的研究,通过实时监测员工的沟通方案、身体媒体、肢体语言等,可以达到调节和改进员工能力的目的。

再比如,针对顾客的购买行为,通过监测顾客实时的罗列,便可以更好地改进商业营销策略,较好地推动商业营销的推进。

图像与视频处理技术在安防监控中的应用

图像与视频处理技术在安防监控中的应用

图像与视频处理技术在安防监控中的应用随着科技的不断进步和人们对安全的日益重视,安防监控已经成为了现代城市中不可或缺的一个部分。

但是,随着城市规模的增加和人口的不断涌入,如何克服监控范围的限制以及监控更加智能化成为了人们亟待解决的问题。

然而,作为一种基于视觉的技术,图像与视频处理技术的不断发展和应用,解决了监控行业中的很多难题。

一、边界扩展技术提高监控范围通常情况下,为了监控更多范围,我们需要增加摄像头的数量。

但是,更多的摄像头意味着更高的设备成本和更大的维护压力。

为了解决这一问题,图像与视频处理技术中的边界扩展技术提供了一种解决方案。

边界扩展技术通过对图像的处理,延伸实际监控区域并且保持视觉清晰度。

其中,以像素为单位的图像插值算法是目前较为常见的一种方法。

这种算法能够根据周围像素的灰度值,计算出嵌入在原图像空白处的像素值。

因此,即使监控区域相对较大,也可通过该方法扩展监控边界较远处的视觉信息,以便提高监控效果。

二、运动目标识别技术提高监控准确性在安防监控行业中,常常需要关注的是经常发生变化的目标物体,例如,车辆、人员等。

这些物体的移动轨迹和其他信息非常重要。

与传统的监控技术相比,基于计算机视觉的图像与视频处理技术能够快速而准确地识别出物体的运动目标和其他信息。

人工智能、深度学习等技术在这方面发挥了重要作用。

运动目标识别技术通过分析监控画面中物体的颜色、大小、形状和纹理等特征,进而判断出物体的类型和运动状态。

然后,相应的处理算法可以追踪该物体的运动轨迹,以及提供诸如其大小、速度和移动方向等附加信息。

三、视频压缩技术缩小存储空间监控视频的存储成为了一个不容忽视的问题。

尤其是在大型安防环境下,监控录像数量众多,文件大小巨大,占用存储空间较高。

因此,保证监控系统存储空间的有效利用十分关键。

视频压缩技术就是为了解决这一问题而应运而生的。

视频压缩技术基于一些特定的算法,压缩视频数据,从而减小存储空间的需求。

摄像头图像处理技术在智能安防领域的应用

摄像头图像处理技术在智能安防领域的应用

摄像头图像处理技术在智能安防领域的应用安防领域一直是科技发展的热门方向之一。

而如今,随着技术的不断创新,智能安防领域的应用范围越来越广泛。

其中,摄像头图像处理技术起到了至关重要的作用。

本文将介绍摄像头图像处理技术在智能安防领域的应用,以及应用现状和未来发展趋势。

一、摄像头图像处理技术在安防领域的应用在智能安防领域中,摄像头的应用已经是司空见惯。

而摄像头图像处理技术,则是让这些摄像头能够更好地服务于人类安全的重要工具。

在安防领域的摄像头中,图像处理技术主要体现在以下几个方面:1. 人脸识别人脸识别技术是目前应用比较广泛的一种图像处理技术。

在智能安防领域,它主要用于人员识别和追踪。

通过摄像头拍摄到的人脸图像,系统可以快速地进行识别和比对,从而确定人员身份,达到安全防范的目的。

2. 行为分析行为分析技术是利用摄像机监视人的活动并从中提取特征,以确定行为的类型和行动的方向。

在智能安防领域中,它主要用于研究和判断人的行为,从而识别和防范异常情况的发生。

例如,在银行监控环境中,行为分析可以用于识别偷盗行为,为银行的安全保卫工作提供帮助。

3. 视频监控视频监控是智能安防领域中最常用的应用之一。

它可以通过摄像头拍摄到的图像进行监控,设备可以对图像进行分析,提供全面的安全保障。

例如,在社区安防环境中,视频监控可以用于监测不法分子的活动,保障居民的安全。

二、应用现状目前,摄像头图像处理技术已经在智能安防领域得到了广泛的应用。

在各类公共场所和单位中,已经集成了大量的安防监控系统,保障了人们的生命财产安全。

同时,随着AI技术的不断发展,摄像头图像处理技术在智能安防领域中的应用也将变得越来越广泛。

比如,一些生产企业已经开始利用这项技术来监测和识别工人的行为,以避免事故发生。

再比如,在公共交通领域中,这项技术可以用于监测和预测交通拥堵、人员聚集等情况,从而提高交通状况的可控性。

三、未来发展趋势未来,摄像头图像处理技术在智能安防领域中的应用将会变得更加广泛和普遍。

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基于摄像头的图像采集与处理应用1、摄像头工作原理图像传感器,是组成数字摄像头的重要组成部分。

根据元件的材料不同,可分为CCD (Charge Coupled Device,电荷耦合元件)和CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体元件)两大类。

电荷藕合器件图像传感器CCD(Charge Coupled Device),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。

CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。

当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。

互补性氧化金属半导体CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)和CCD一样同为在图像传感器中可记录光线变化的半导体。

CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带–电)和P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。

然而,CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时,由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。

CCD和CMOS在制造上的主要区别是CCD是集成在半导体单晶材料上,而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上,工作原理没有本质的区别。

CCD制造工艺较复杂,采用CCD的摄像头价格都会相对比较贵。

事实上经过技术改造,目前CCD和CMOS的实际效果的差距已经减小了不少。

而且CMOS的制造成本和功耗都要低于CCD不少,所以很多摄像头生产厂商采用的CMOS感光元件。

成像方面:在相同像素下CCD的成像通透性、明锐度都很好,色彩还原、曝光可以保证基本准确。

而CMOS的产品往往通透性一般,对实物的色彩还原能力偏弱,曝光也都不太好,由于自身物理特性的原因,CMOS的成像质量和CCD还是有一定距离的。

但由于低廉的价格以及高度的整合性,因此在摄像头领域还是得到了广泛的应用工作原理:为了方便大家理解,我们拿人的眼睛来打个比方。

当光线照射景物,景物上的光线反射通过人的晶状体聚焦,在视网膜上就可以形成图像,然后视网膜的神经感知到图像将信息传到大脑,我们就能看见东西了。

摄像头成像的原理和这个过程非常相似,光线照射景物,景物上的光线反射通过镜头聚焦,图像传感器就会感知到图像。

具体部分是这样的,摄像头按一定的分辨率,以隔行扫描的方式采集图像上的点,当扫描到某点时,就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度一一对应的电压值,然后将此电压值通过视频信号端输出。

如图1所示,摄像头连续地扫描图像上的一行,则输出就是一段连续的电压信号,该电压信号的高低起伏反映了该行图像的灰度变化。

当扫描完一行,视频信号端就输出一个低于最低视频信号电压的电平(如0.3V),并保持一段时间。

这样相当于,紧接着每行图像信号之后会有一个电压“凹槽”,此“凹槽”叫做行同步脉冲,它是扫描换行的标志。

然后,跳过一行后(因为摄像头是隔行扫描的),开始扫描新的一行,如此下去,直到扫描完该场的视频信号,接着会出现一段场消隐区。

该区中有若干个复合消隐脉冲,其中有个持续时间远长于其它的消隐脉冲,称为场同步脉冲,它是扫描换场的标志。

场同步脉冲标志着新的一场的到来,不过,场消隐区恰好跨在上一场的结尾和下一场的开始部分,得等场消隐区过去,下一场的视频信号才真正到来。

摄像头每秒扫描25幅图像,每幅又分奇、偶两场,先奇场后偶场,故每秒扫描50 场图像。

奇场时只扫描图像中的奇数行,偶场时则只扫描偶数行。

摄像头有两个重要的指标:分辨率和有效像素。

分辨率实际上就是每场行同步脉冲数,这是因为行同步脉冲数越多,则对每场图像扫描的行数也越多。

事实上,分辨率反映的是摄像头的纵向分辨能力。

有效像素常写成两数相乘的形式,如“320x240”,其中前一个数值表示单行视频信号的精细程度,即行分辨能力;后一个数值为分辨率,因而有效像素=行分辨能力×分辨率。

图 1 摄像头视频信号2、图像采集CCD摄像要能有效地对视频信号进行采样,首先要处理好的问题是如何提取出摄像头信号中的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲,否则,单片机将无法识别所接收到的视频信号处在哪一场,也无法识别是在该场中的场消隐区还是视频信号区,更无法识别是在视频信号区的第几行。

这里有两种可行的方法。

第一,直接采用A/D转换进行提取。

当摄像头信号为行同步脉冲、消隐脉冲或场同步脉冲时,摄像头信号电平就会低于这些脉冲模式之外时的摄像头信号电平。

据此,可设一个信号电平阈值来判断A/D转换采样到的摄像头信号是否为行同步脉冲、消隐脉冲或场同步脉冲。

第二,就是给单片机配以合适的外围芯片,此芯片要能够提取出摄像头信号的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲以供单片机作控制之用。

由于单片机的处理速度有限,而一些脉冲的间隔时间又较短,我们就采用了第二种方法进行信号提取。

LM1881 视频同步信号分离芯片可从摄像头信号中提取信号的时序信息,如行同步脉冲、场同步脉冲和奇、偶场信息等,并将它们转换成TTL 电平直接输给单片机的I/O 口作控制信号之用。

LM1881的端口接线方式如图2所示。

图2 LM1881其中,引脚2 为视频信号输入端,引脚1 为行同步信号输出端(如图3中的b)。

引脚3 为场同步信号输出端,当摄像头信号的场同步脉冲到来时,该端将变为低电平,一般维持230us,然后重新变回高电平(如图3中的c)。

引脚7 为奇-偶场同步信号输出端,当摄像头信号处于奇场时,该端为高电平,当处于偶场时,为低电平。

事实上,不仅可以用场同步信号作为换场的标志,也可以用奇-偶场间的交替作为换场的标志。

图3 LM1881 信号时序图CMOS摄像头的灰度值、以及场、行中断直接给出数字量,无需A/D转换以及帧、场分离。

图像采集的关键是时序的把握。

此外,中断的优先级一定要保证,要不然无法采集到完整的图像。

摄像头每秒扫描25幅图像(即25帧数据),每幅又分奇、偶两场,先奇场后偶场,故每秒扫描50场图像。

奇场时只扫描图像中的奇数行,偶场时则只扫描偶数行。

我们使了ECT的通道1捕捉场中断,通道0捕捉行中断。

如下面摄像头信号采集时序图所示:(1)在采集时乎略TCLK,首先是因为它太快了,捕捉不到,另外也没有必要捕捉到它。

图4 摄像头信号采集时序图采集图像时尽快地一个点一个点的取就行了,和模拟摄像头一样。

(2)VYNSC是判断是否一幅图像开始,周期是20mS,其中高电平持续时间很短,忽略;HREF是判断是否一行图像的开始,周期是63us左右,其中高电平持续时间为40us,低电平持续时间23us ,那么可以算一下一场有多少行:20ms/63us=317,当然实际上没有这么多,消隐和无效信号去掉之后只有292行。

(3)必须明确:场中断要通过下降沿捕捉,行中断要通过上升沿捕捉。

若用IRQ捕捉行中断必须加反相器。

(4)有效的灰度数据是在行中断之后的上升沿内,所以不要在行中断后的23US后采集,那是废数据。

计算一下一行OV6620有多少个点:40us/110ns=363消隐和无效信号去掉之后只有356个点。

3、图像处理本设计针对的是基于摄像头简单黑白道路采集。

摄像头采集到赛道图像后,必须对图像数据进行正确的处理,才能提取出赛道位置,保证后续工作的顺利进行。

图像处理简单的来说就是根据摄像头传回来的视频信号中提取出黑线的位置。

常用的黑线提取算法划分为二值化算法、直接边缘检测算法和跟踪边缘检测算法。

二值化算法的思路是:设定一个阈值valve,对于视频信号矩阵中的每一行,从左至右比较各像素值和阈值的大小,若像素值大于或等于阈值,则判定该像素对应的是白色赛道;反之,则判定对应的是黑色的目标引导线。

记下第一次和最后一次出现像素值小于阈值时的像素点的列号,算出两者的平均值,以此作为该行上目标引导线的位置。

直接边缘检测算法:采用逐行搜索的算法,首先找到从白色像素到黑色像素的下降沿和从黑色像素到白色像素的上升沿,然后计算上升沿和下降沿的位置差,如果大于一定的标准值,即认为找到了黑线,并可求平均值算出黑线的中心点。

至于上升沿、下降沿的检测,可以通过上上次采样数与这次采样数的差值的绝对值是否大于一个阈值来判断,如果“是”且差值为负,则为上升沿;如果“是”且差值为正,则为下降沿。

跟踪边缘检测算法:由于黑色的目标引导线是连续曲线,所以相邻两行的左边缘点比较靠近。

跟踪边缘检测正是利用了这一特性,对直接边缘检测进行了简化。

其思路是若已寻找到某行的左边缘,则下一次就在上一个左边缘附近进行搜寻。

这种方法的特点是始终跟踪每行左边缘的附近,去寻找下一列的左边缘,所以称为“跟踪”边缘检测算法。

4、图像应用我们采用的是直接边缘检测算法,因为该方法抗环境光强变化干扰的能力更强,同时还能消除垂直交叉黑色引导线的干扰。

由于智能车上安装的摄像头相对于赛道存在一定的倾斜角度,因此会造成采集到的赛道图像具有一定的梯形失真,即图像中的赛道远端窄、近端宽,远端图像不清晰而近端图像清晰可靠,如图5所示图5 图像采集的还原图所以就将一场图像分为两部分,近端部分和远端部分。

为了给单片机处理节约时间我们采用了全场动态范围来提取黑线即首先取得第一幅图像得到近处基准行黑线位置,在此基础上确定下一幅图像搜索范围由于黑先是连续变化的,远端部分黑线就根据前两行黑线位置的偏差量再加上一个固定范围来寻找。

在图像滤波算法中,还应考虑以下几个方面:首先,根据图像模型去噪,例如,由于赛道的黑色引导线是绝对连续的,故两个中间有黑线的行之间不能有全白行(注意中间二字:如果黑线在边缘,则可能是由于摄像头的视野太窄或智能车身不正导致在过弯道时只能看到部分黑色引导线),这主要是解决光线对摄像头的反光问题;其次,在理想的情况下,根据赛道的黑色引导线的连续性,如果某一行求取的中心线位置与相邻的两行都相差很大,则可以认为该行数值错误,抛弃该行的数据或使用其前后两行数据的平均值来替代该错误数值用以校正。

这样一来提取出的黑线就比较可靠了,不过在实际调试中远处图像畸变比较大而且行距也大,偶尔还是可能会出现错误提取黑线,但是这对车体的控制影响不是很大。

摄像头车相对于电磁车与光电车最大的优势在于有较远的前瞻,所以图像精度就非常重要了即行分辨率和分辨率越高图取出来的黑线位置就越稳定可靠,这也是所有控制算法的基础。

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