基于ARM9的USB摄像头图像采集压缩及无线传输
智能车模拟摄像头图像采集方法详解
本帖最后由 superyongzhe 于 2009-11-16 23:24 编辑 我想大家肯定还遇到一个问题，那就是如何知道自己采集的图像是否正确呢？可以使用串 口，大家把我那个程序里面的printp.c 复制到你的工程里，再把includes.h里面的声明添加到你的程序里，在串口初始化程序里 设置好波特率（如何设置可参考《单片 机嵌入式在线开发方法》一书中的相关内容，也可以看芯片资料）。上位机可以使用“串口 助手就可以了”，很简单的。如果大 家还有什么问题就赶快提出来把，我尽量给大家解决，因为这里面前车的东西比较繁杂，我 一下说不清楚。最好有个电视机，能 够看到摄像头摄在那里，这样会更容易校对 近几天看到论坛里有很多网友遇到CCD图像采集的麻烦，我在最开始的时候也为这个烦恼过，由于本人比较菜，在度过大概半个月的绝望日夜后，在刚准备放弃时突然发现我已经采集到正确的图像了。特再次分享，希望能解决大家当前遇到的麻烦。 在采集图像之前，我们首先要知道摄像头输出信号的特性。目前的模拟摄像头一般都是PAL制式的，输出的信号由复合同步信号，复合消隐信号和视频信号。其中的视频信号才是真正的图像信号，对于黑白摄像头，图像越黑，电压越低，图像越白，电压越高。而复合同步信号是控制电视机的电子枪对电子的偏转的，复合消隐信号是在图像换行和换场时电子枪回扫时不发射电子。由于人眼看到的图像大于等于24Hz时人才不会觉得图像闪烁，所以PAL 制式输出的图像是25Hz，即每秒钟有25幅画面，说的专业点就是每秒25帧，其中每一帧有625行。但由于在早期电子技术还不发达时，电源不稳定，容易对电视信号进行干扰，而交流电源是50Hz所以，为了和电网兼容，同时由于25Hz时图像不稳定，所以后来工程师们把一副图像分成两场显示，对于一幅画面，一共有625行，但是电子枪先扫描奇数场1，3，5.....，然后再扫描2,4,6.....，所以这样的话，一副图像就变成了隔行扫描，每秒钟就有50场了。其中具体的细节请参考这个网站 电视原理与系统 /zjx/zjx09/zjx090000.htm 只用看前面的黑白全电视信号和PAL制式就可以了（当然如果感兴趣可以全部看完）。 通过上面的内容如果你对PAL制式信号了然于心，那么就可以开始图像的采集了，PAL 输出的信号有复合同步信号，复合消隐信号和视频信号。那么我们首先就是要从这三种信号中分理出复合同步信号，复合消隐信号和视频信号，以便我们对AD采样到的值进行存储，
目前无线视频监控的四大主流传输方式
目前无线视频监控的四大主流传输方式 如何选择适合自己的无线监控系统，关键是实际的应用需求和选择何种传输方式。目前主流的无线视频监控有WLAN（无线局域网）无线监控、微波（模拟微波）无线监控、COFDM无线监控、3G移动监控、卫星无线监控。 1、无线局域网传输系统 WLAN（无线局域网）与一般传统的以太网（Ethernet）的概念并没有多大的差异，只是将以太网的线路传输部分（普通网卡--五类线--普通HUB）转变成无线传输形式（无线网卡--微波—AP，AP可理解为无线HUB）。也可以说是双向通讯的数字微波。 视距无线网桥 是为使用无线局域网进行远距离点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备，可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离（可达20km）、高带宽（可达11/54/108/150/300Mbps）无线组网。特别适用于城市中的远距离高速组网和野外作业的临时组
网。 优点：工作在免费频点（2.4G/5.8G）、带宽高 （11/54/108/150/300Mbps）、距离远（30-50km）、组网方式灵活（支持点对点、点对多点、中继、MESH）、价格便宜 缺点：固定无线传输 适合行业：最有效、最节省的网络视频监控系统。 REDWAVE提供全系列的视距 11/54/108/150/300Mbps、非视距54Mbps无线网桥 2、模拟微波 模拟微波就是将视频信号直接调制在微波的通道上，通过天线发射出去，监控中心通过天线接收微波信号，再通过微波接收机解调出原来的视频信号。也可以说是单向通讯的模拟微波。
此种监控方式没有压缩损耗，几乎不会产生延时，因此可以保证视频质量，但其只适合点对点单路传输，不适合规模部署，此外因没有调制校准过程，抗干扰性差，在无线信号环境复杂的情况下几乎不可以使用。而模拟微波的频率越低，波长越长，绕射能力强，但极易干扰其它通信，因此在上世纪90年代此种方式较多使用，现在使用较少，但价格也有优势。 优点：组网简单、价格便宜 缺点：频点使用需申请、不适合规模部署、抗干扰性差 适合行业：不合适布线，考虑成本投入 3、COFDM传输 COFDM即编码正交频分复用的简称，是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术。它的实用价值就在于支持突破视距限制的应用，是一种在无线电频谱资源方面充分利用的技术，可以对噪声和干扰有着很好的免疫力，绕射和穿透
STM32单片机ov760摄像头进行图像采集处理
#include
void skip_a_row() { u16 i; u8 temp; for (i=0;i<320;i++) { //跳过一个像素 FIFO_RCK=0; FIFO_RCK=1; temp=(0x00ff&GPIOB->IDR); FIFO_RCK=0; FIFO_RCK=1; temp=(0x00ff&GPIOB->IDR); } } void Get_a_Image() { u16 i,j; for (i=0;i 无线传输液位控制有哪些方式？ 在传输距离远或不方便铺设传输线路的场所，需要使用无线液位传输系统。无线液位传输系统可以有多种方式：第一种是直接采用无线收发设备传输液位信号。这种方式发射天线和接收天线之间不能有阻挡，障碍物会使传输信号大幅度衰减。现在很多场合难以满足这样的条件，所以应用较少。第二种是借助于通讯网络的短信收发功能将液位信号传达到目的地。这种应用在传输数据量较小的场合可以使用。因为客户需提供一收一发至少2张手机卡，手机卡有月租费和短信费用。短信量大了，通信费用较高。GKY液位信号数据量少，而且在液位发生变化的时候才发短信，这样发送的短信数量有限，是一种方便可行的方案。现在很多地区可以办理主副卡的形式，互相间发短信是免费的，如果操作得当，后期有可能实现0通信服务费。GKY短信收发器采用应答式通信的方法传输数据：发方发送液位信号，对方收到并返回收到的信息；发送方收到返回信息后，确认信息传递正确，再等待液位发生变化时发送下一个液位信号。这种方式传递液位信号，既可靠又节省，可以用于液位控制的无线传输。GKY短信收发器在实现传输液位信号的同时还可以向管理者发短信，便于管理者监控整个系统的运行。第三种是目前最流行一种传输方式，就是借助中间服务器平台，采用流量卡来传输液位信号。流量卡按照流量收费，即使数据量很大时候费用也很低，当然还有中间服务器的费用，不可能实现0通信服务费。GKY液位信号数据量较少，后期费用很低。这种方式除了实现传输液位信号以外还可以借助中间服务平台管理多点通信系统，实现复杂的管理控制功能。 无线液位信号传输还可以应用于液位语音短信应急报警。因为在各种场合，有许多人们意想不到的突发现象。比如，突降大雨、管道爆裂、水泵故障等等，使地下室等低处容易产生大量积水。这些事故的发生，人们往往毫无察觉，导致很多重要的设备被淹，损失惨重。GKYDXF-BJ1水位短信报警器可以在紧急时刻发出声光报警，并向相关人员发出短信和拨打电话，并进行语音提示。使人们可以第一时间采取应对措施，避免设备被淹。 以下是各种无线液位信号的传输控制系统原理图。 第一种方式：直接采用无线收发设备传输液位信号的系统原理图 LabVIEW应用于实时图像采集及处理系统 2008-7-29 9:35:00于子江娄洪伟于晓闫丰隋永新杨怀江供稿 摘要：本文在LabVIEW和NI-IMAQ Vision软件平台下，利用通用图像采集卡开发一种图像实时采集处理虚拟仪器系统。通过调用动态链接库驱动通用图像采集卡完成图像采集，采集图像的帧速率达到25帧每秒。利用NI-IMAQ Vision视频处理模块，进行图像处理，以完成光电探测器的标定。该系统具有灵活性强、可靠性高、性价比高等优点。 主题词：虚拟仪器;图像处理;LabVIEW;动态链接库 1.引言 美国国家仪器（NI）公司的虚拟仪器开发平台LabVIEW，使用图形化编程语言编程，界面友好，简单易学，配套的图像处理软件包能提供丰富的图像处理与分析算法函数，极大地方便了用户，使构建图像处理与分析系统容易、灵活、程序移植性好，大大缩短了系统开发周期。在推出应用软件的基础上，NI公司又推出了图像采集卡，对于NI公司的图像采集卡，可以直接使用采集卡自带的驱动以及LabVIEW中的DAQ库直接对端口进行操作。 但由于NI公司的图像采集卡成本很高，大多用户难以接受，因此硬件平台往往采用通用图像采集卡，软件方面的图像处理程序仍采用LabVIEW以及视频处理模块编写。本文正是基于这样的目的，提出了一种在LabVIEW环境下驱动通用图像采集卡的方案，在TDS642EVM高速DSP视频处理板卡的平台下，完成实时图像采集及处理。 在图象处理的工作中主要完成对CCD光电探测器的辐射标定。由于探测器在自然环境下获取图像时，会受到来自大气干扰，自身暗电流，热噪声等影响，使CCD像元所输出信号的数值量化值与实际探测目标辐射亮度之间存在差异，所以要得到目标的精确图像就必须对探测器进行辐射标定。 2.图像采集卡简介 闻亭公司TDS642EVM（简称642）多路实时视频处理板卡是基于DSP TMS320DM642芯片设计的评估开发板。计算能力可达到4Gips，板上的视频接口和视频编解码芯片Philips SAA7115H相连,实现实时多路视频图像采集功能,支持多种PAL,NTSC和SECAM视频标准。本系统通过642的PCI接口与主机进行数据交换。PCI支持“即插即用（PnP）”自动配置功能，使图像采集板的配置变得更加方便，其一切资源需求的设置工作在系统初启时交由BIOS处理，无需用户进行繁琐的开关与跳线操作。PCI接口的海量数据吞吐,为其完成实时图像采集和处理提供保证。 3.系统组成及工作原理 如何选择适合自己使用的无线监控系统，主要根据实际的需求和选择何种传输方式。目前主流的无线视频监控有3G/4G移动视频监控、WLAN（无线局域网）无线视频监控、微波（模拟微波）无线视频监控、COFDM无线视频监控、卫星无线监控。 1、3G传输2G的传输方式主要包括CDMA、GSM两种模式。此两种模式成本较低，具备较大的覆盖面，且传输速度较快，其中CDMA理论值传输速率为153.6Kbps，在实际使用中基本可达到60~80Kbps，因此在无线监控使用中，得到不少厂商的青睐。而基于GSM方式的GPRS，虽覆盖率则高于CDMA，但传输速率却略慢，因此在使用上仍处于下风。3G的传输方式主要包括移动(TD-SCDMA)、电信(CDMA2000EVDO)、联通(WCDMA)运营商的3G技术接入方式，自09年起，经各运营商大力推广，已有不少监控厂家针对此方面研发相关的产品。而3G突出的优点即高速的下载能力，理想值可达到3Kbps~1G的传输速率，目前4G设备在市场上也得到了广泛的应用，在3G的基础上更胜一筹。 优点：大范围移动监控缺点：带宽低、月租费适合行业：适用于公交视频监控、长途客车实时监控、押钞车管理和视频监控、船舶视频监控、军事训练移动指挥、记者跟踪采访、越野赛事监控、盛会安全管理、交通抓拍等场景的视频监控系统。 2、COFDM传输COFDM即编码正交频分复用的简称，是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术。它的实用价值就在于支持突破视距限制的应用，是一种在无线电频谱资源方面充分利用的技术，可以对噪声和干扰有着很好的免疫力，绕射和穿透遮挡物是COFDM的技术核心。其基本原理就是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。 优点：小范围移动监控、非视距、绕射缺点：频点使用需申请，带宽低，价格高适合行业：移动应急传输应用。应用于公安、消防、交警、人防应急、城管 大连海创 大连海创高科信息技术有限公司 Dalian Hitro Hi-tech Information Technology Co.,LTD 无线传输视频监控系 统解决方案 二〇一一年六月二十一日 地址：大连市高新园区七贤岭爱贤街10号大连设计城6层 电话：7 传真：0411– 网址：https://www.360docs.net/doc/6218681141.html, 大连海创高科信息技术有限公司成立于2006年，是一家高科技民营企业，主要从事无线通信技术与产品的研究、开发、生产与销售，为客户提供基于无线宽带接入技术、无线自动控制技术、无线采集技术的一体化解决方案和产品。在立足自主创新、自主开发的基础上与国外知名无线通信企业进行强强合作，并将公司开发设计中心直接设立在美国硅谷，以保证公司的技术和产品更好的与国际接轨。公司相继推出拥有完全自主知识产权和技术特点的无线宽带网桥、无线AP、无线MESH、无线集中管理系统、无线智能接入终端、WIAC、WSN、Wi-FiCamera以及软交换平台等相关产品，成为国内无线通信领域的重要生产企业之一 1. AP2108 AP 2108M 企业级室内无线MESH 概述 HITRO公司的AP 2108M是一款高性能的室内型无线Mesh设备，它支持一片独立的802.11a/b/g卡，不仅可以作为Mesh设备，还可以单独作为一台AP或Bridge设备使用。作为HITRO公司系列无线产品之一，它可以与HITRO公司其他的产品（如HITRO WBA系列产品，POLAR，SOLAR系列产品等）紧密配合，为用户提供完整的优化的有线无线混合解决方案。 ●智能组网和恢复功能。AP 2108M设备在完成出厂设置后，在安装时设备可以根据现场情况自动完成组网，设备运行过程中如果出现单个Meshap发生故障，其他的设备可以自动调整网络,不影响系统运行。 ●自动路由功能。在无线Mesh AP网络中，每个设备都有多个传输路径可用，网络可以根据每个节点的通信负载情况动态地分配通信路由，从而有效地避免了节点的通信拥塞。 ●宽带传输功能。无线通信的物理特性决定了通信传输的距离越短就越容易获得高带宽，AP 2108M设备由于选择低功率多个短跳来传输数据，节点之间的无线信号干扰也较小，因此获得了更高的网络带宽。 目前工作成果： 一、USB图像获取 USB设备在正常工作以前，第一件要做的事就是枚举，所以在USB摄像头进行初始化之前，需要先枚举系统中的USB设备。 （1）基于USB的Snap采集图像 程序运行结果： 此程序只能采集一帧图像，不能连续采集。将采集图像函数放入循环中就可连续采集。 循环中的可以计算循环一次所用的时间，运行发现用Snap采集图像时它的采集速率比较低。运行程序时移动摄像头可以清楚的看到所采集的图像有时比较模糊。 （2）基于USB的Grab采集图像 运行程序之后发现摄像头采集图像的速率明显提高。 二、图像处理 1、图像灰度处理 （1）基本原理 将彩色图像转化成为灰度图像的过程成为图像的灰度化处理。彩色图像中的每个像素的颜色有R、G、B三个分量决定，而每个分量有255中值可取，这样一个像素点可以有1600多万（255*255*255）的颜色的变化范围。而灰度图像是R、G、B三个分量相同的一种特殊的彩色图像，其一个像素点的变化范围为255种，所以在数字图像处理种一般先将各种格式的图像转变成灰度图像以使后续的图像的计算量变得少一些。灰度图像的描述与彩色图像一样仍然反映了整幅图像的整体和局部的色度和亮度等级的分布和特征。图像的灰度化处理可用两种方法来实现。 第一种方法使求出每个像素点的R、G、B三个分量的平均值，然后将这个平均值赋予给这个像素的三个分量。 第二种方法是根据YUV的颜色空间中，Y的分量的物理意义是点的亮度，由该值反映亮度等级，根据RGB和YUV颜色空间的变化关系可建立亮度Y与R、G、B三个颜色分量的对应：Y=0.3R+0.59G+0.11B，以这个亮度值表达图像的灰度值。 （2）labview中图像灰度处理程序框图 处理结果： PCB图像采集系统研究背景意义及国内外现状 1 研究背景 2 AOI系统的研究和国内现状 3 研究意义 1 研究背景 印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)又称为印刷线路板或印制电路板。印刷电路板是各种电子产品的主要部件，有“电子产品之母”之称，它是任何电子设备及产品均需配备的，其性能的好坏在很大程度上影响到电子产品的质量。几乎每一种电子设备都离不开PCB，小到电子手表、计算器，大到航空航天、军用武器系统等，都包含各式各样，大小各异的PCB板。近年来，随着生产工艺的不断提高，PCB正在向超薄型、小元件、高密度、细间距方向快速发展。这种趋势必然给质量检测工作带来了很多挑战和困难。因此PCB故障的检测已经成为PCB制造过程中的一个核心问题，是电子产品制造厂商非常关注的问题。在生产线上，厂家为保证PCB板的质量，就得要求100％的合格率，对所有的部件、子过程和成品都是如此。在过去靠人工对其进行检测的过程中，存在以下几个不可避免的缺点： (1)容易漏检。由于是人眼检测，眼睛容易疲劳，会造成故障不能被发现的问题。并且人工检测主观性大，判断标准不统一，使检测质量变得不稳定。 (2)检测速度慢，检测时间长。比如对于图形复杂的印刷电路板，人工很难实现快速高效的检测，因此人工检测不能满足高速的生产效率。 (3)随着技术的发展，设备的成本降低，人工费用增加，仍然由人工进行产品质量控制，将难于实现优质高效，而且还会增加生产成本。 (4)在信息技术如此发达的今天人工检测有不可克服的劣势，例如：对检测结果实时地保存和远距离传输，对原始图像的保存和远距离传输等。 (5)有些在线检测系统是接触式检测，需要与产品进行接触测量，因此，有可能会损伤产品。 因此，人工检测的精确性和可靠性大打折扣，传统意义上的检测方法不再能适应现代电路板检测的要求。如果漏检的有错误的电路板进入下一道工序，随着每一项工艺步骤的增加，到最终经过贴装阶段后，仍然会被检测出来是有故障的，那时，制造厂商与其花费大量的人力和成本来检测、返修这块电路板，还不如选 无线视频监控解决方案 视频监控系统是无线网络技术应用最多的领域之一。 监控系统主要用于对重要区域或远 程地点的监视和控制，视频监控技术在电力系统、电信机房、工厂、城市交通、水利系统、 小区治安等领域正得到越来越广泛的应用。 视频监控系统将被监控点实时采集的视频文件及 时地传输给监控中心，实时动态地报告被监测点的情况，及时发现问题并进行处理。 例如，电力系统的变电站和电信行业的无人值守机房等设施都需要安装视频监控系统。 在通常情况下，由于监控点分布在较广阔的范围内， 并且与监控中心的距离较远， 利用传统 的有线连接方式，线路铺设成本高昂，而且施工周期长，或者因为物理因素难以架设线缆， 如遇到河流山脉等障碍时。 无线视频监控系统很好地解决上述问题。 用户采用无线视频监系统，无需铺设网络电缆， 可迅速方便地在各种需要的地方布署数字摄像设备， 建立新的视频监控系统或对现有的视频 监控系统进行扩展，具有很强的灵活性和可扩充性。 采用专业无线厂商宽带无线接入设备，可以将多个被监测点与中央控制中心连接起来, 且搭建迅速，可以在最短的时间内迅速建立起无线链路。 实时和高分辨率的视频图像通过宽带无线接入设备进行传输 心，并可以完成对远程监控点的控制。 目前，随着数字视频编码技术以及网络技术的发展， 安装监控系统正迅速从传统的基于 有线电视技术的模拟视频监控系统向基于 IP 技术的数字视频监控系统方向发展， 数字监控 系统已经在某些领域取代了原有的模拟监控系统。 基于IP 技术的数字视频监控系统采用数 字编码压缩技术（ MPEG4、 MPEG2或MJPEG ），并且视频数据通过 IP 网络进行传 输，可以提供高质量视频监控，并且监控范围更加广泛。 无线视频监控系统 无线视频监控系统具有传输距离远、 低时延（对视频应用非常关键）和设备成本低的特 点，可以提供高效和经济的视频传输解决方案。 无线接入设备提供 11Mbps/54Mbps 的高网 络带宽，可以将不同地点的现场视频信息通过无线通讯手段实时传送到监控中心， 支持采用 H.263/ MPEG-1/2/4等格式的数字视频流稳定可靠地进行传输， 能够保证视频流的稳定持续 传输，最远传输距离可以达到 30公里以上，并且不受山川、河流、桥梁道路等复杂地形限 制。 现场监控点安装的摄像机所摄录的 ，传送到用户的安全监控中 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。成像方面:在相同像素下CCD得成像通透性、明锐度都很好,色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS得产品往往通透性一般,对实物得色彩还原能力偏弱,曝光也都不太好,由于自身物理特性得原因,CMOS得成像质量与CCD还就是有一定距离得。但由于低廉得价格以及高度得整合性,因此在摄像头领域还就是得到了广泛得应用 工作原理:为了方便大家理解,我们拿人得眼睛来打个比方。当光线照射景物,景物上得光线反射通过人得晶状体聚焦,在视网膜上就可以形成图像,然后视网膜得神经感知到图像将信息传到大脑,我们就能瞧见东西了。摄像头成像得原理与这个过程非常相似,光线照射景物,景物上得光线反射通过镜头聚焦,图像传感器就会感知到图像。 具体部分就是这样得,摄像头按一定得分辨率,以隔行扫描得方式采集图像上得点,当扫描到某点时,就通过图像传感芯片将该点处图像得灰度转换成与灰度一一对应得电压值,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得一行,则输出就就是 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. １．系统概述 水资源短缺已经成为全球性的问题，随着经济的发展，日益增长的用水需求与水资源短缺之间 的矛盾迫使世界各国都在寻求解决的有效办法。因此，采用现代化手段，建设水资源实时监控 系统，动态掌握区域水资源变化及利用情况，最大限度的调控使用效率，对区域内的雨情水情进行自动监测，实现雨情水情监测数据的及时采集和准确传输；对各类水资源信息和防汛抗旱信息进行快速、准确的查询、分析和处理，是促进经济社会可持续发展的迫切需要。为此成都远控科技有限公司研制开发了水资源远程监控系统，是一种软件与硬件结合的自动化网络式管理系统。对区域内的水资源实时评价、实时预测、实时管理；实现了重点工程图像实时监控、政务公开，进行水资源相关业务的网上审批及水利局日常管理办公自动化，将水政水资源业务工作和办公 自动化结合在一起。 本系统采用先进的无线视频传输技术，同时支持C/S结构的客户端监控和B/S结构的IE浏览器监控，还支持手机随时随地移动监控。 ２．需求分析 计划在各流域安装无线视频监控系统和水流、水位无线遥测系统，在监控中心安装远程监控系统，因为监控点都在较偏远的山区、野外，没有宽带传输条件，如果租用光纤则费用太高，所以，选用CDMA无线监控系统，完全可以满足常规的视频监控需求。 纵观目前无线传输技术，利用CDMA 1X传输方案是最为经济实用运行稳定的，此系统利用目前最有优势的CDMA（2.75 G）无线数据传输技术。该系统以高效率图像的压缩算法为手段，以CDMA 作为数据传输方式，通过现场终端和监控中心的信息交互，实现对远程作业现场的有效实时图像监控。 ３．应用领域 远控科技CDMA无线网络视频监控系统是一套完善的、高效率的、性价比极高的网络多媒体视频监控系统。整合了CDMA数据通讯功能和数字视频编码功能为一体化的便捷式的产品。它把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩，通过智能无线通讯终端发射到CDMA网络，实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、加解码，链路的控制维护等功能。根据应用，把实时动态图像传到距离用户最近的联通通信网络。可以通过Internet从系统总控中心得到实时图像信息。该系统整合 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 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。 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。将视频信号通过一个电容接至LM1881的2脚，即可得到控制单片机进行A/D采样的控制信号行同步HS与奇偶场同步号 ODD/EVEN。 无线视频监控成为监控系统新的发展方向 随着无线通信技术的日益发展，传输带宽不断提高，通信终端的实时信息处理能力飞速增强，无线 多媒体应用日渐成为业内关注的焦点，也成为人们的必然需求。其主流应用之一是便利、灵活的无线实时视频监控系统，如无线家庭防盗、汽车监控等。基于多种无线传输手段的移动视频监控以其特有的灵活性已成为视频监控新的发展方向。 无线化视频监控包括两方面内容：一是监控中心的移动。通常情况下，被监控对象或是摄像机往往 是固定的，而作为监控系统的使用者（监控中心）则可以是动态的。二是视频监控网络的无线化。当监控点分散且与监控中心距离较远，或被监控对象不固定时，利用传统有线网络的视频监控技术，往往成本高且难以实现。 无线监控和传统的监控方案相比，能够避免大量的布线工作，节省施工费用，重定位能力强，灵活性高，具体地说有以下优点：（1）综合成本低，无须挖沟埋管，特别适合室外距离较远及已装修好的场合；采用无线监控可以摆脱线缆的束缚，有安装周期短、维护方便的优点。（2）组网灵活，可扩展性好，使用 时能灵活挪动终端设备。（3）改造方便，维护费用低。 二、无线视频监控系统涉及的关键技术 1?高效率、抗干扰的视频编解码机制 当今的视频压缩标准有MPE餉H.26X两大系列。MPEG-4目前已应用于Internet流媒体领域，为了尽量减轻MPEG-4视频流对误码的敏感性，以保证压缩视频解压后的恢复质量，MPEG-4提供了多种抗误 码工具，承载流媒体业务的实时网络传输层及底层移动通信系统也可以进一步改善流媒体传输的抗误码性能。MPEG-7是针对存储形式或流形式的应用而制定的，不仅仅用于多媒体信息的检索，更能广泛地用于其他与多媒体信息内容管理相关的领域，并且可以在实时和非实时环境中操作。 ITU-T颁布的H.261标准，用于可视电话和会议电视。H.263标准是ITU组织为了满足码率低于 64kb/s的应用而提岀的一个低码率视频压缩编码建议；它能够在较低码率的情况下达到较好的图像质量，因此广泛应用于远程监控、电视会议以及可视电话等领域，尤其在视频监控领域，它已经可以在嵌入式系 统中达到实时、稳定的压缩效果，是应用较多的视频压缩算法。目前大多数视频监控产品都支持MPEG-4和 单片机摄像头数据采集与处理 题目单片机摄像头数据采集与处理 _自动化学院_院(系) 自动化_专业学 号 08009123 姓名孙博指导教师符影杰顾问教师起止日期 2012.12.20 –2013.06.10 设计地点中心楼 224东南大学毕业设计(论文)报告摘要单片机摄像 头数据采集与处理摘要随着计算机的发展，随着图像采集处理技术的进步和社会 的发展，其被广泛的运用于社会社交，远程医疗及实时监控等各个方面。图像测量 是一种非接触式的检测方法，可应用于工业、民用等许多领域。图像采集与处理是 图像测量的基础，关系到测量的精度与速度。基于单片机摄像头图像采集与处理技 术拥有广泛的应用市场和广阔的发展前景。本文中基于低功耗单片机的摄像式实时 图像测量系统，通过图像测量的方法，可直接安装在常规电表前，采用摄像技术和 图像识别技术实现数据采集，将读表数据直接在单片机中处理并显示出结果，采用 串口传输技术将数据存储于上位机上并显示，无需人工干预，具有成本低、安装简 单、智能化程度高的特点。针对本设计的特点，采用一种基于图像处理技术 的数码 管检测系统，设计了静态图像采集和静态图像处理的控制方案。首先，通过分析与 实验，完成各功能模块核心元件的选型与外围电路设计。经过硬件调试，完成了最 小系统、图像采集、数据存储、结果显示和数据传输等功能模块的硬件设计。其次， 在硬件平台的基础上，实现各个功能模块的软件功能。基于本装置的 控制 要求，分别选用了 MSP430F149 单片机和STC12LE5A60S2 单片机和OV7670 图像传感器作为核心部件，设计并完成了两套图像测量系统。实验结 果表 明，该装置满足测量要求，达到了研究的预期目的。关键词:图像测量、图像 处理、 摄像头、单片机 .I.东南大学毕业设计(论文)报告 Abstract Singlechip camera data acquisition and processing Abstract With the development of computer technology along with the development of image acquisition andprocessing technology and the progress of society image technology is widely used in socialnetworkingtelemedicine and real-time monitoring. Image measurement is a sort of non-contactmeasurement which can be applied to many fields such as industrial civil. Image acquisition andprocessing is the basis of image measurement which is related to the precision and 无线视频监控传输 设备选型依据 无线监控应用很广，但是，对应不同的应用环境，就需要采用不同的无线监控系统。而且其中占据无线监控系统一个无可替代位置的就是无线传输设备了。少了无线传输设备，那只不过是一个单纯的监控系统。 根据市场上的需求，无线传输设备分为了4大类，这也意味着无线监控系统的也随之分成了4种。那么，所谓的远距离无线监控系统究竟是什么呢？ 简单来说，就是采用无线传输设备和相应的监控设备进行远距离无线监控的系统。这里突出“远距离”这个字眼，是为了区分目前市场上所售卖的无线监控摄像头。 这类无线监控摄像头是采用WIFI信号连接的方式，直接连接互联网，用户通过客户端登陆互联网链接设备即可进行远程监控。虽然这样算是无线监控的一种，但这类设备多用于家庭、个人用户，并不是我们今天介绍工业用“远距离”无线监控系统的范围。 刚提及的4大类无线传输设备为以下几类： 一、数字微波无线传输设备 也就是我们常说的无线网桥，无线网桥是利用数字无线微波连接两个网络的设备，所以才有了无线“网桥”这一称号。 无线网桥不但能传输网络信号，也能传输监控系统中的数字 信号，例如从网络监控摄像头、麦克风等设备传出的数字信号。 虽然市面上还有不少模拟摄像头，但是只需在系统中加入转码器，将模拟信号转为数字信号就能正常通过无线网桥进行传输。那么，无线网桥究竟能用在什么工程环境当中呢？ 这里，我们先来提一提无线网桥的优缺点。 优点：传输距离远、带宽高、组网方便、抗干扰能力强。 缺点：固定点传输、需保持无线网桥之间的无阻挡物。 传输距离：点对点100公里，代表设备：大功率无线网桥 ST5023PRO；中继200公里，代表设备：远距离无线网桥ST5801GB-M。 由此，可以判断出，无线网桥能用于工地定点监控、森林定 点监控、江河流域监控等野外、不方便布线、且有固定监控点的 远距离无线监控项目当中。 二、模拟微波无线传输设备 模拟微波无线传输就是用于传输模拟信号的设备，由于市面 上的模拟监控设备逐年被数字监控设备取缔，而且该模拟信号容 易受到外界干扰，导致监控图像失真等不良现象出现，因此模拟 微波无线传输设备的市场也大不如前，呈现出逐渐收窄的趋势但是，模拟微波无线传输设备有一个优点是暂时没有被数字 微波传输设备超越的，那就是价格够便宜。 这里也说说它的优缺点吧。 优点：设备价格便宜、带宽高、组网方便。 摄像头视频采集压缩及传输原理 摄像头基本的功能还是视频传输，那么它是依靠怎样的原理来实现的呢？所谓视频传输:就是将图片一张张传到屏幕，由于传输速度很快，所以可以让大家看到连续动态的画面，就像放电影一样。一般当画面的传输数量达到每秒24帧时，画面就有了连续性。 下边我们将介绍摄像头视频采集压缩及传输的整个过程。 一．摄像头的工作原理（获取视频数据） 摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。下图是摄像头工作的流程图： 注1：图像传感器（SENSOR）是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。 注2：数字信号处理芯片DSP（DIGITAL SIGNAL PROCESSING）功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。 DSP结构框架: 1. ISP（image signal processor）（镜像信号处理器） 2. JPEG encoder（JPEG图像解码器） 3. USB device controller（USB设备控制器） 而视频要求将获取的视频图像通过互联网传送到异地的电脑上显示出来这其中就涉及到对于获得的视频图像的传输。 在进行这种图片的传输时，必须将图片进行压缩，一般压缩方式有如H.261、JPEG、MPEG 等，否则传输所需的带宽会变得很大。大家用RealPlayer不知是否留意，当播放电影的时候，在播放器的下方会有一个传输速度250kbps、400kbps、1000kbps…画面的质量越高，这个速度也就越大。而摄像头进行视频传输也是这个原理，如果将摄像头的分辨率调到640×480，捕捉到的图片每张大小约为50kb左右，每秒30帧，那么摄像头传输视频所需的速度为50×30/s＝1500kbps＝1.5Mbps。而在实际生活中，人们一般用于网络视频聊天时的分辨率为320×240甚至更低，传输的帧数为每秒24帧。换言之，此时视频传输速率将不到300kbps，人们就可以进行较为流畅的视频传输聊天。如果采用更高的压缩视频方式，如MPEG-1等等，可以将传输速率降低到200kbps不到。这个就是一般视频聊天时，摄像头所需的网络传输速度。 二．视频压缩部分 视频的压缩是视频处理的核心，按照是否实时性可以分为非实时压缩和实时压缩。而视频传输（如QQ视频即时聊天）属于要求视频压缩为实时压缩。 下面对于视频为什么能压缩进行说明。 视频压缩是有损压缩，一般说来，视频压缩的压缩率都很高，能够做到这么 高的压缩率是因为视频图像有着非常大的时间和空间的冗余度。所谓的时间冗余度指的是两帧相邻的图像他们相同位置的像素值比较类似，具有很大的相关性，尤其是静止图像，甚至两帧图像完全相同，对运动图像，通过某种运算（运动估计），应该说他们也具有很高的相关性；而空间相关性指的是同一帧图像，相邻的两个像素也具备一定的相关性。这些相关性无线传输液位控制有哪些方式
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