基于MATLAB的硬币个数检测

课程设计

课程名称数字图像处理

实验项目基于图像处理的硬币个数识别系统

实验仪器 PC机 MATLAB软件

学院仪器科学与光电工程

专业仪器仪表工程

班级/学号研1204/********** 学生姓名率红岩

课设日期 2013年6月

成绩

指导老师王君

基于图像处理的硬币个数识别

摘要

数字图像处理是实现图像增强、复原、编码、压缩等，其主要为改善图像的质量，以人为对象，且以改善人的视觉效果为目的。目前，图像处理系统应用领域广泛医学、军事、科研、商业等领域。因为数字图像处理技术易于实现非线性处理，处理程序和处理参数可变，故是一项通用性强，精度高，处理方法灵活，信息保存、传送可靠的图像处理技术。本设计的数字图像处理与识别技术系统以数字图像处理理论为基础，基于Matlab工具工作环境设计，能很好、快速的应用于识别硬币，细胞等物。主要作用为计算硬币的个数，相对于传统的机械识别具有安全性高，非接触性，高速度等特点。此种数字图像处理算法可以广泛应用于各个行业的相同或相近的物品识别，从而大大提高生产效率。进一步的工作是使用opencv实现图像处理，最终通过上下位机的联调最终在规定的时间内完成对采集图像的处理。

关键字:数字图像;图像处理; 图像识别; Matlab; 元器件.

Abstract

Digital Image Processing is to realize the Image enhancement, recovery, coding, compression, its main for improving the quality of images, adhere to the object, and to improve the person for the purpose of visual effect. At present, image processing system is widely medicine, military and scientific research, business, etc. The design of the digital image processing and recognition technology in the digital image processing system based on the theory of the working environment, based on Matlab tool design, can be very good, rapid applied to identify the major often used electronic components. Main function for the same number of coins, the identification of the traditional mechanical identification with a high level of security, non-contact, high speed, etc. The digital image processing algorithms can be widely used in various industries of the same or similar goods identification, which greatly improve the production efficiency.

Keywords：Digital image, Image processing, Image recognition, Matlab, Components.

绪论

数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室（JPL）。他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，并考虑了太阳位置和月球环境的影响，由计算机成功地绘制出月球表面地图，获得了巨大的成功。随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理，以致获得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图，获得了非凡的成果，为人类登月创举奠定了坚实的基础，也推动了数字图像处理这门学科的诞生。因为数字图像处理技术易于实现非线性处理，处理程序和处理参数可变，故是一项通用性强，精度高，处理方法灵活，信息保存、传送可靠的图像处理技术。

本图像识别统计装置设计数字以数字图像处理理论为基础，基于Matlab工具工作环境设计，能很好、快速的应用于识别本专业以后将要经常使用的电子元器件。主要作用为识别相同元器件的个数，相对于传统的机械识别具有安全性高，非接触性，高速度等特点。此种数字图像处理算法可以广泛应用于各个行业的相同或相近的物品识别，从而大大提高生产效率。

1.设计要求

主要运用图像处理的综合方法实现，把均值滤波增强，腐蚀运算和膨胀运算，开运算，灰度变换等相结合，来实现本次设计：

1)设计一套符合应用场合的图像采集装置测量装置。

2)详细写出图像采集装置和测量装置的组成部件以及参数。

3)详细列出图像采集和测量的使用环境。

4)设计处理的流程。

5)对实验使用的关键原理作以介绍。

2.功能介绍

本设计为硬币图像识别统计装置，通过数码相机获取平铺无重叠堆积的硬币的图像，并通过Matlab工具处理后统计硬币的数目。通过控制控制数码相机的拍摄实现拍摄—统计—拍摄的过程。在本次试验过程中，通过人为手动摆放硬币，在工业生产应用中可以由MCU实现硬币的传送，上位机实现统计显示。本装置的统计方式为软件识别，与传统的机械清点相比具有速度快，损耗低等特点，目前的缺陷就是清点精度相对比较的低。

3.总体方案设计

3.1 功能模块划分

在实验室实现的过程中检测传送装置可以省略，但考虑到该设计的实用性，再次针对工业生产进行模块设计。

该装置由检测传送控制、图像拍摄、软件处理三部分组成，MCU主要负责硬币的取送，数码相机负责图像的获取；而具体的任务分配及数据处理则由处理能力强大的上位机（PC机）来完成。

总体功能可由下图表示：

（1）实验室手动操作：

图3-1-整体功能模块示意图