基于Windows Mobile嵌入式系統的類(lèi)圓管材識別與計數系統研究

0 引言

近年來(lái)，隨著(zhù)基于嵌入式微處理器和嵌入式操作系統的智能手機技術(shù)的飛速發(fā)展，基于Windows Mobile系統的嵌入式智能手機圖像采集處理技術(shù)也正處于方興未艾的階段，這就使得以嵌入式技術(shù)為核心的圖像處理系統能夠廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)、監護、防盜系統，機器人視覺(jué)等系統中。

本文通過(guò)智能手機來(lái)采集鋼管橫截面圖像，并運用圖像識別技術(shù)對管材進(jìn)行自動(dòng)化計數，同時(shí)采用計算機圖像處理方法給出了一種對管材進(jìn)行計數的嵌入式系統軟件的實(shí)現方法，其中包括圖像的采集、預處理、圖像分割、形態(tài)學(xué)處理、橢圓識別與計數等。該系統可提高鋼鐵行業(yè)以及其他相關(guān)行業(yè)的管材計數效率，大大減輕工人的勞動(dòng)強度，具有良好的市場(chǎng)前景和經(jīng)濟效益。

1 Windows Mobile平臺

本系統是在Windows Mobile平臺下開(kāi)發(fā)的，Windows Mobile是由微軟公司提供的先進(jìn)型移動(dòng)設備操作系統，同時(shí)也是最優(yōu)秀的行業(yè)應用平臺之一。基于Windows Mobile的Pocket PC PhoneEdition和Smartphone不僅可為消費者提供熟悉且可自定義的用戶(hù)體驗，同時(shí)也為企業(yè)用戶(hù)提供了一個(gè)可擴展的平臺，使他們可以開(kāi)發(fā)和投入使用創(chuàng )新的移動(dòng)解決方案，從而增加新的銷(xiāo)售收入并帶動(dòng)業(yè)務(wù)增長(cháng)。

2 工作原理與系統結構框架

2.1 管材圖像檢測計數的工作原理

管材圖像檢測計數系統的基本工作原理是：首先用智能手機的攝像頭采集管材的橫截面圖像．然后依靠智能手機強大的嵌入式處理器來(lái)對源數字圖像進(jìn)行格式轉換和顏色信息處理，并獲取管材橫截面的灰度圖像：然后再利用圖像增強技術(shù)對圖像的雜質(zhì)進(jìn)行去噪，并選用合適的閾值進(jìn)行圖像二值化分割，將管材橫截面特征從背景圖像中分離；之后，再采用哈夫變換法(HoughTransform)對二值圖像進(jìn)行橢圓檢測，最后用區域標記法對圖中連通區域進(jìn)行標記，以統計出管材的數目。

2.2 系統結構框架

圖1給出了本系統的結構框架。系統工作時(shí)，首先由智能手機的攝像頭采集到格式為JPG的源數字圖像，然后對其進(jìn)行圖像格式轉換，之后再進(jìn)行圖像的顏色處理、圖像的增強、圖像的分割、圖像的邊緣檢測、數量的統計以及信息的顯示等工作。

3 系統關(guān)鍵技術(shù)與相關(guān)算法

3.1 圖像格式的轉換

由于一般采集到的圖像輸出都是JPG格式，這種格式的圖像數據是壓縮的，占用的空間比較小，便于存儲和傳輸，但是不便處理。因而需要將JPG格式的圖像轉換為BMP格式的圖像，此時(shí)，圖像上的每一個(gè)像素點(diǎn)和圖像數據一一對應，以便于對圖像進(jìn)行處理。

3.2 圖像顏色的處理

采集后的源圖像被轉換成BMP格式后，通常是24位真彩色圖像，圖2所示是其256階灰度圖。彩色圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)的值有R、G、B三個(gè)分量，每個(gè)分量占8位和256階色。因此，彩色圖像所含的信息量過(guò)大，所以，一般采用灰度圖來(lái)進(jìn)行圖像處理。