基于单片机的图像采集与处理
单片机与像处理的应用
单片机与像处理的应用单片机与图像处理的应用引言：随着科技的不断发展，单片机和图像处理技术在各个领域的应用也越来越广泛。
单片机作为一种微型计算机，具有体积小、功耗低和成本低等优势，与图像处理技术的结合可以实现许多惊人的应用。
本文将探讨单片机与图像处理技术的应用，并分析其在不同领域中的具体案例。
一、医疗领域的应用在医疗领域，单片机与图像处理的结合具有很大的潜力。
例如，通过使用单片机和图像处理技术，可以实现医学图像的采集、分析和诊断。
同时，通过将单片机与图像传感器相结合，可以实现便携式医疗设备的开发，如血氧监测仪、心电图仪等。
这些设备不仅方便携带，还能够快速、准确地进行医学数据的采集和分析，为医生提供了更好的诊断依据。
二、安防领域的应用在安防领域，单片机与图像处理技术的结合也发挥了重要作用。
通过将单片机与摄像头相结合，可以实现智能监控系统。
这种系统可以实时捕捉和分析摄像头的画面，并通过算法进行人脸识别、行为监测等功能。
这不仅可以提高安防效果，还可以大大减少人工监控的工作量，提高工作效率。
三、工业控制领域的应用在工业控制领域，单片机与图像处理的结合可以实现许多智能化的应用。
比如，通过使用单片机和图像传感器，可以实现智能质检系统。
该系统可以对产品外观进行自动检测和分析，并及时发出报警。
这样可以大大提高产品质量，减少人工质检的成本和错误率。
四、机器人技术的应用在机器人技术领域，单片机与图像处理技术是不可或缺的。
通过将单片机与摄像头相结合，可以实现视觉导航系统。
机器人可以通过分析摄像头画面来获取环境信息，并做出相应的动作。
这样可以使机器人在复杂环境下更加智能化，从而实现更多样化的任务。
结论：综上所述，单片机与图像处理的应用领域十分广泛，涵盖医疗、安防、工业控制和机器人技术等多个领域。
通过将单片机与图像处理技术相结合，可以实现许多智能化的应用，提高工作效率，降低成本，并给人们的生活带来便利。
随着技术的不断发展，相信单片机与图像处理的应用在未来会有更广阔的发展前景。
基于STM32F417的图像采集系统设计实现
基于STM32F417的图像采集系统设计实现视频图像采集处理系统广泛应用于工业控制、工业检测、医学、机器视觉等领域，并且视频通信是3G时代多媒体应用的重要部分，日常生活中所见到的数码相机、可视电话、电话会议等产品，实时图像采集是其最核心的技术。
图像采集的速度与质量直接影响产品的整体效果。
大多数嵌入式图像采集系统都是基于DSP、ARM技术，一些系统比较复杂、成本高、实时图像处理比较困难。
本文所设计的基于STM32F417的图像采集系统具有采集图像质量无损、实时性好、功耗低、成本低等优势，适合在对信息采集的实时性和图像质量方面有较高要求的系统中应用。
1 系统硬件平台图像采集系统主要由STM32F417微处理器、CMOS摄像头、帧缓存器、SD卡、LCD液晶屏及其他外设组成。
图像采集系统整体框图如图1所示。
1．1 核心微控制器嵌入式微处理器以其高性能、低功耗等优势成为便携式系统的最佳选择。
ST公司开发的STM32F417是基于ARM Cortex-M4内核的32位闪存微控制器。
其主频为168 MHz，在此工作频率下其处理性能可达210 MIPS，且电流消耗仅为38．6 mA；支持多种低功耗工作模式；内部集成DSP和FPU指令，具备高性能的信号处理和浮点运算能力；同时带一个8～14位并行照相机接口。
此外，STM32F417片上集成1 MB的Flash和196 KB的SRAM。
采用STM32F417作为图像采集系统的控制核心，将大大提高系统的性能，降低功耗和成本。
1．2 CMOS摄像头CMOS摄像头选用OmniVision公司的OV7670。
其内嵌一个10位A／D转换器，可输出8位RGB／YCbCr／YUV格式的图像数据，最高帧频可达30帧／s，最大图像分辨率为640480，供电电压为3．3 V。
O7670带有标准SCCB总线接口，并兼容I2C总线接口。
1．3 帧缓存器选用美国AverlogICTechnologies公司的大容量AL422B作为采样处理的共享数据RAM。
单片机在像处理中的应用
单片机在像处理中的应用单片机在图像处理中的应用1.引言单片机（Microcontroller）作为一种集成电路芯片，广泛应用于各个领域，其中在图像处理中有着重要的应用。
本文将介绍单片机在图像处理中的应用。
2.图像处理概述图像处理是指对数字图像进行某种算法分析和处理的过程。
在实际应用中，图像处理被广泛用于图像增强、图像分割、图像识别等领域。
单片机在图像处理中起到了至关重要的作用。
3.单片机在图像采集中的应用单片机可以通过图像传感器获取图像，并将其转换为数字信号进行处理。
它可以控制图像采集设备的曝光时间、增益和白平衡，以获得高质量的图像。
通过单片机的输入输出端口以及模拟数字转换器，可以实现对图像的灰度、颜色和分辨率的处理。
4.单片机在图像增强中的应用图像增强是指通过一系列数字信号处理技术，改善图像的质量和清晰度。
单片机可以通过直方图均衡化、空域滤波和频域滤波等方法实现图像的增强。
通过单片机的运算能力和存储器容量，可以有效地处理图像数据，并提高图像的可视性。
5.单片机在图像分割中的应用图像分割是将图像划分为不同的区域，以便进行后续的处理和分析。
单片机可以通过图像的边缘检测、阈值分割和区域生长等算法，实现对图像的分割。
通过单片机的逻辑运算和图像处理指令，可以进行高效的图像分割，并提取出感兴趣的目标区域。
6.单片机在图像识别中的应用图像识别是指通过图像处理技术将数字图像与已知的图像或模式进行比对、匹配和识别的过程。
单片机可以通过模板匹配、特征提取和分类器等方法实现图像的识别。
通过单片机的运算速度和算法优化，可以实现实时的图像识别，并应用于人脸识别、车牌识别等领域。
7.单片机在图像传输中的应用单片机可以通过串行通信接口和图像传输协议，实现图像数据的传输。
它可以控制图像传输设备的帧率、分辨率和压缩算法，以满足不同应用场景的需求。
通过单片机的通信功能和数据处理能力，可以实现图像的实时传输和处理。
8.结论单片机在图像处理中的应用不断拓展，为我们提供了更多的图像处理解决方案。
基于单片机的图采像集与处理
03 边缘检测有助于提取图像中的重要信息，如物体 的轮廓和形状。
特征提取
01
从图像中提取有用的特征，如颜色、纹理、形状等。
02
特征提取是机器视觉中的关键步骤，有助于简化图像数据， 提高识别精度。
03
常用的特征提取算法有Haar特征、SIFT、SURF等。
图像识别
01
利用计算机算法对图像进行分类或识别特定目标。
单片机与特征提取算法结合
特征提取
从图像中提取有用的特征信息，如形状、纹理、颜色等。单片机可以通过编程实现特征提取算法，如 Haar特征、LBP（Local Binary Patterns）等。
特征提取算法实现
单片机需要具备足够的计算能力和存储空间，以实现特征提取算法。同时，还需要考虑算法的准确性 和稳定性，以确保提取的特征能够满足后续处理和识别的需求。
06
案例分析
基于单片机的图像采集系统案例
案例一：基于AVR单片机 的图像采集系统
系统还包括了图像预处理 模块，如自动增益控制和 噪声过滤。
ABCD
利用AVR单片机作为主控 制器，通过CMOS图像传 感器采集图像数据。
案例展示了如何将AVR单片机 与CMOS图像传感器集成，实 现简单图像采集功能。
智能化发展
结合人工智能和深度学习技术，实现更高 级的图像识别和分析功能，是未来研究的 一个重要方向。
THANKS
感谢观看
强和特征提取等操作。
人机交互界面
03
开发简单易用的人机交互界面，方便用户对图像采集和处理过
程进行控制和监视。
图像预处理
01
02
03
04
噪声去除
STM32单片机ov760摄像头进行图像采集处理
Errb=(BlackLineData[39]+BlackLineData[38]+BlackLineData[37]+BlackLineData[36]+BlackLineData[35])/5-80;
void ImageProcess()
{
int i=0,j=0;
u8 *p=0;
//unsigned char *q=0;
//ThresholdValue = otsu ((unsigned char *)Data, C, 0, 0, R, C);
//ThresholdValue = 130;
//均值滤波
skip_a_row();
}
}
u8 Abs8(u8 a)
{
if (a>=0)
{
return a;
}
else
{
return -a;
}
}
void send_pic(void)
{
u8 i,j;
USART_SendData(USART1,0xFF);
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
for(i=0;i<=34;i++)
{
a=(BlackLineData[i]+BlackLineData[i+1]+BlackLineData[i+2]+BlackLineData[i+3]+BlackLineData[i+4])/5-80;
基于单片机原理的嵌入式图像处理技术研究
基于单片机原理的嵌入式图像处理技术研究嵌入式图像处理技术是指将图像处理算法、图像分析与图像识别等功能嵌入到特定硬件平台中，通过对图像进行采集、处理和分析，从而实现对图像数据的增强、优化和提取感兴趣信息的目的。
而其中基于单片机原理的嵌入式图像处理技术，具有低成本、低功耗、体积小等优势，逐渐成为各种应用场景下的选择。
一、单片机简介单片机，也称为Microcontroller或Microcontroller Unit（MCU），是一种专用的、集成了处理器核、存储器和通信接口的微型计算机系统。
单片机通常是嵌入式系统的核心，被广泛应用于自动控制、数据采集与处理、图像处理等领域。
二、嵌入式图像处理的基本原理嵌入式图像处理技术主要包括图像采集、图像存储、图像处理和图像显示等环节。
1. 图像采集图像采集是指通过图像传感器或摄像头等设备，将现实中的光学图像转化为数字图像的过程。
在嵌入式图像处理中，通常使用CMOS或CCD传感器采集图像。
单片机通过控制传感器的工作模式，完成图像数据的采集。
2. 图像存储图像存储是指将采集到的图像数据保存到存储设备中。
单片机通常使用闪存、SD卡或外部EEPROM等存储介质，将图像数据按照特定格式进行存储。
存储格式的选择和存储容量的大小，直接影响着图像处理的质量和速度。
3. 图像处理图像处理包括对图像进行增强、滤波、变换、分割和识别等操作。
这些操作可以通过算法实现，也可以通过专用的图像处理芯片来完成。
在基于单片机原理的嵌入式图像处理中，常见的算法有均值滤波、中值滤波、灰度转换、边缘检测等。
4. 图像显示图像显示是指将处理后的图像数据在显示屏上进行实时显示。
嵌入式图像处理可采用液晶显示屏、OLED显示屏或数码管等设备，通过单片机控制将处理后的图像数据发送到显示设备上。
三、基于单片机原理的嵌入式图像处理技术的研究方向近年来，随着嵌入式技术的快速发展，基于单片机原理的嵌入式图像处理技术也取得了长足的进步。
基于单片机和CPLD的图像采集处理系统设计
基于单片机和CPLD的图像采集处理系统设计图像采集是获取图像信息的主要来源，以往图像采集处理需要高速、高性能处理器完成，低端单片机很难实时采集处理图像。
文章以Cortex M3架构的ARM （STM32F103VCT6）和CPLD（EPM240T100）作为核心，加上OV5640自动对焦摄像头设计了一款数字图像采集处理系统。
采用CPLD高速采集图形，以及图像预处理，这样降低了后面处理器标准，使得低端单片机也能够处理数字图像。
单片机与CPLD采用SPI总线传输数据，图像采集和处理同时进行，提高了系统的工作效率。
图像经过数字化处理，在液晶屏上显示，也可以存储在SD卡或无线传输到计算机以及手机上。
系统设计了GPS系统，自动将拍摄的地点、经纬度（GPS信息）和时间整合，作为照片和图像数字资料。
通过数字图像处理，照片能够呈现特殊效果。
标签：图像采集；单片机；CPLDAbstract：Image acquisition is the main source of obtaining image information. In the past，image acquisition and processing needed high-speed and high-performance processors. It is very difficult for the low end microcontroller unit （MCU）to collect and process images in real time. In this paper，taking Cortex M3 architecture of the ARM （STM32F103VCT6）and CPLD （EPM240T100）as the core，plus OV5640 automatic focus camera， a digital image acquisition and processing system is designed. The use of CPLD high-speed graphics acquisition，and image preprocessing has reduced the standards of the processor behind，so that the low-end single-chip computer can also process digital images. Single chip microcomputer and CPLD adopt SPI bus to transmit data，so image acquisition and processing are carried out simultaneously，which improves the efficiency of the system. The images are digitally processed and displayed on the LCD screen. They can also be stored on SD cards or transmitted wirelessly to computers and mobile phones. The system designs a GPS system，which automatically integrates the location，latitude and longitude of shooting information with time so as to be used as the digital data of photos and images. Through digital image processing，photos can present special effects.Keywords：image acquisition；microcontroller unit （MCU）；CPLD圖像处理是计算机人工智能重要组成部分，图像采集处理对计算机的要求也比较高。
基于单片机原理的数据采集与处理技术探究
基于单片机原理的数据采集与处理技术探究数据采集与处理是现代科技发展的重要组成部分，而基于单片机原理的数据采集与处理技术则是其中一种常见且有效的方法。
本文将探究基于单片机原理的数据采集与处理技术，包括其原理、应用以及优缺点。
首先，我们来了解一下单片机的概念。
单片机是一种集成了微处理器、内存和外设的完整计算机系统，具有体积小、功耗低、成本低廉等特点。
在数据采集与处理中，单片机可以作为一个核心控制器，负责接收传感器采集的数据并进行处理。
数据采集是指通过传感器将现实世界中的物理量转化为数字信号的过程。
单片机通过各种接口（如ADC、SPI、I2C等）与传感器相连，实时地获取传感器输出的模拟信号，并将其转化为数字信号。
在数据采集过程中，常常面临诸多问题，如传感器信号的低噪声采集、高精度采集、多通道采集等。
而单片机在硬件方面就具备相应的优势，如可使用模拟输入通道（ADC）实现高精度的模拟信号采集，可通过片内的定时器/计数器实现精确的时间计量，并且可以通过外部中断或DMA（直接存储器访问）方式实现高速的数据传输。
采集到的数据在单片机内部进行处理，这就涉及到数据处理技术。
单片机通过嵌入式编程，可以对采集到的数据进行各种处理，如滤波、去噪、数据压缩、数据解压等。
通过算法的设计与优化，可以提高数据处理的速度和精度。
采集到的数据可以用于各个领域的应用，例如环境监测、工业自动化、医疗器械等。
以环境监测为例，通过单片机对传感器采集的温度、湿度、光照强度等数据进行处理，可以实时监测环境的变化，并根据需要采取相应的控制措施。
基于单片机原理的数据采集与处理技术具有多个优点。
首先，单片机具备强大的计算和处理能力，能够满足绝大多数的数据采集与处理需求。
其次，单片机可以通过外部接口与各种传感器相连，扩展性强。
再次，单片机具有较低的功耗和较小的体积，适用于各种应用场景。
然而，基于单片机原理的数据采集与处理技术也存在一些局限性和缺点。
首先，由于单片机的资源有限，处理大规模数据可能会面临一些挑战。
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样往复循环。
BEA Confidential. | 13
四、系统软件实现——存储读取图像数据
1）存储数据：
VSYNC
fifo 写使能
第二个VSYNC
fifo 写禁止
2）读取数据： 读时钟信号 读取像素高位字节 第二个读时钟信号 读取像素低位字节
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四、系统软件实现——图像处理
三、系统硬件设计——显示屏
做出了LCD与单片机的管脚连接：
BEA Confidential. | 10
三、系统硬件设计——转接板
转接板PCB图：
BEA Confidential. | 11
四、系统软件实现——软件流程
配置系统时钟 初始化LCD 初始化CMOS 中断初始化 存储和读取数据 图像处理 图像显示
是384K字节，可以用来存储图像数据，它的
大小足够用来存储两帧的QVGA格式数据 ov7670模块的自身就带有源晶振,它可以产 生12M时钟信号，并以这个信号作为ov7670时 钟信号的输入
BEA Confidential. | 7
三、系统硬件设计——摄像头
做出了摄像头与单片机的管脚分配和连接
BEA Confidential. | 8
三、系统硬件设计——显示屏
FPC2667液晶显示屏，它是TFT-LCD液晶显
示屏中的一种,控制器为ili9327：
像素为240RGB*432（设计中为240*320） GRAM为233280字节 支持18-/16-/9-/8-比特的数据总线接 口
有8位数据接口
BEA Confidential. | 9
基于单片机的图像采集与处理
信息02 田小力 学号：2010052031 指导老师：张翠翠老师
1 2 3 4
课题背景介绍
毕设任务
系统硬件设计 系统软件实现 图像处理实现 总结与展望
5 5 5
6
BEA Confidential. | 2
一、课题背景介绍
背景
单片机快速 发展，应用 越来越广泛
图像处理研 究日益深入 智能车的研 究受到人们 广泛关注， 全国高校的 电子设计竞 赛中也有较 多涉及
BEA Confidential. | 3
二、毕设任务
本次毕业设计是以TI的单片机lm4f120h5qr为处理器， 以OV7670（带FIFO）为图像传感器，以ILI9327为显示的 图像采集、处理与显示的系统。由于该系统是智能小车 循迹的基础，所以需要进行图像处理。
BEA Confidential. | 4
三、系统硬件设计——整体连接
根据数据手册的管脚介绍和实际管脚分布情况，做出了摄 像头、LCD与单片机的管脚连接，为了连接方便，加入转接 板。
BEA Confidential. | 5
三、系统硬件设计——单片机
lm4f120h5qr是由TI公司推出的32位单片机：
时钟频率高达80MHZ 带有Flash存储器，容量是256KB 采用ICDI调试接口，Stellaris ICDI只支持 通过JTAG调试。安装完ICDI驱动后会在 PC
上虚拟一个串口，用这个串口来输出调试信
息是很方便的，代码通nfidential. | 6
三、系统硬件设计——摄像头
Ov7670(fifo)： 有效像素为640×480（即30W） 所用的输出格式为QVGA（240*320） 有一个fifo芯片（AL422B),这个芯片的容量
奠定了基础。
进一步的工作 细化 hough 骨架提取
BEA Confidential. | 20
六、总结和展望——展望
展望：
硬件：添加辅助性传感器，用速度更快的单片机 软件：优化程序、使速度更快 图像处理：图像处理算法的改进与补充
BEA Confidential. | 21
谢谢！
BEA Confidential. | 12
四、系统软件实现——中断初始化
采用了一个外部中断，用它来捕捉VSYNC同步信号，然后 在中断里边启动ov7670这个模块的图像数据存储，等到下 次VSYNC同步信号到来的时候，我们就关闭图像数据的存储 ，这样的话，一帧图像数据的存储就完成了，这个时候， 我们就可以在主函数里边将这一帧数据读取出来，传送给 单片机进行处理，同时，开始下一帧图像数据的存储就这
五、图像处理实现——中值滤波
中值滤波前
中值滤波后
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五、图像处理显示——阈值分割
阈值分割后
BEA Confidential. | 19
六、总结和展望——总结
完成的工作： 搭建起了基于单片机的图像采集与处理的硬件平台，初步 完成了软件算法，验证了它的基本有效性，为智能车循迹
五、图像处理实现——RGB转灰度色
心理学公式为基础：
Gray R 0.299 G 0.587 B 0.114
改进后程序中所用的公式：
Gray (u8)(( gm _ red 77 gm _ green150 gm _ blue 29 128) 256)
BEA Confidential. | 17
20*320 发现第0、19、20、39…180、199、200、219这 20行的像素点都不能得到处理，效果不好
3*320
图像最上边和最下边这两行没有滤波
BEA Confidential. | 15
五、图像处理实现
RGB色转化为灰度色
中值滤波
阈值分割 提取骨架
BEA Confidential. | 16