基于单片机的表具数字图像采集系统设计

　　表具数字图像处理

　　图像处理是将图像传感器采集到的大量数据进行选择性的简化过程。表具数字图像信息的连续性和冗余性增加了数据存储空间，造成了系统资源的浪费，增加了单片机的负担。因此，在保留有效表具数字图像信息的前提下，对表具数字图像信息无关的数据信息进行归一化处理[7]。在表具数据图像的采集过程中，由于受外界光线强度，表具数字窗口模糊以及在光电，电磁转换过程中的影响，图像数据边缘常会出现一些虚假点和突变点，进而使图像图像数据边缘出现异常，使数字识别难以实现，所以要剔除图像数据边缘的虚假点。

　　剔除虚假点或突变点实质上就是对采集数据做低通滤波，选择半二阶差分绝对值作为判别图像边缘数据虚假点或突变点的标志，半二阶差分Si的计算公式为：

　　式中yi是y(xi)的缩写：y(xi)是xi点上的观测值;xi+1=xi+h;h为采样点距。通过计算图像数据连续区域中像素点的半二阶差分Si的值，与给定阈值H比较，当iS

　　用滤波公式(2)就可以剔除掉图像中的虚假点和突变点。

　　单片机采集的表具数字1的图像数据如图5所示，存放在一个M×N的矩阵中， amn代表第m行第n列点的像素值。设置黑白阈值的范围对表具图像信息进行二值化处理，得到有效的表具数字1的图像信息，然后通过灰度直方图投影变换对表具数字图像进行字符分割。

　　识别印刷体数字及字符的方法很多，考虑到在单片机上实现表具数字信息处理，在保证表具数字图像有效数据准确的同时还寻求识别算法的简洁。本文通过阶段性模拟实验，对完整字符采用矩阵运算方法进行处理;对于不完整字符识别，采用模板匹配法;该算法简单，速度较快，能够实现表具数字信息处理，并将处理结果通过LCD显示出来，也能通过串口发送到计算机作为处理结果的核实。

　　结语

　　本文设计的基于单片机的表具数字图像采集系统，充分利用单片机的SCCB总线接口与串口通信功能，实现对OV7670摄像头同步信号的灵活控制，采集表具数字图像数据，并在硬件采集系统中实现了图像数据的存储和处理，硬件电路简洁可靠。软件部分采用单片机兼容的C语言进行系统软件开发，具有较好的可移植性，并给出了表具数字图像信息处理算法。经过实验验证OV7670采集表具数字效果良好，根据应用环境的不同，本系统只需开发相应的数字信息处理程序，在图像采集与处理领域有更广泛的应用。