基于單片機(jī)的圖像采集與處理,信息02田小力學(xué)號(hào)：2010052031指導(dǎo)老師：張翠翠老師,5,5,1,3,4,5,6,課題背景介紹,畢設(shè)任務(wù),系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì),總結(jié)與展望,系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn),圖像處理實(shí)現(xiàn),BEAConfidential.|2,一、課題背景介紹,單片機(jī)快速發(fā)展，應(yīng)用越來(lái)越廣泛,圖像處理研究日益深入,智能車的研究受到人們廣泛關(guān)注，全國(guó)高校的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中也有較多涉及,BEAConfidential.|3,二、畢設(shè)任務(wù),本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以TI的單片機(jī)lm4f120h5qr為處理器，以O(shè)V7670（帶FIFO）為圖像傳感器，以ILI9327為顯示的圖像采集、處理與顯示的系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)是智能小車循跡的基礎(chǔ)，所以需要進(jìn)行圖像處理。,BEAConfidential.|4,三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)整體連接,根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)的管腳介紹和實(shí)際管腳分布情況，做出了攝像頭、LCD與單片機(jī)的管腳連接，為了連接方便，加入轉(zhuǎn)接板。,BEAConfidential.|5,三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)單片機(jī),lm4f120h5qr是由TI公司推出的32位單片機(jī)：時(shí)鐘頻率高達(dá)80MHZ帶有Flash存儲(chǔ)器，容量是256KB采用ICDI調(diào)試接口，StellarisICDI只支持通過(guò)JTAG調(diào)試。安裝完ICDI驅(qū)動(dòng)后會(huì)在PC上虛擬一個(gè)串口，用這個(gè)串口來(lái)輸出調(diào)試信息是很方便的，代碼通過(guò)ICDI燒到板子中去。,BEAConfidential.|6,三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)攝像頭,Ov7670(fifo)：有效像素為640480（即30W）所用的輸出格式為QVGA（240*320）有一個(gè)fifo芯片（AL422B),這個(gè)芯片的容量是384K字節(jié)，可以用來(lái)存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)，它的大小足夠用來(lái)存儲(chǔ)兩幀的QVGA格式數(shù)據(jù)ov7670模塊的自身就帶有源晶振,它可以產(chǎn)生12M時(shí)鐘信號(hào)，并以這個(gè)信號(hào)作為ov7670時(shí)鐘信號(hào)的輸入,BEAConfidential.|7,三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)攝像頭,做出了攝像頭與單片機(jī)的管腳分配和連接,BEAConfidential.|8,三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)顯示屏,FPC2667液晶顯示屏，它是TFT-LCD液晶顯示屏中的一種,控制器為ili9327：像素為240RGB*432（設(shè)計(jì)中為240*320）GRAM為233280字節(jié)支持18-/16-/9-/8-比特的數(shù)據(jù)總線接口有8位數(shù)據(jù)接口,BEAConfidential.|9,三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)顯示屏,做出了LCD與單片機(jī)的管腳連接：,BEAConfidential.|10,三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)接板,轉(zhuǎn)接板PCB圖：,BEAConfidential.|11,四、系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)軟件流程,配置系統(tǒng)時(shí)鐘,初始化LCD,初始化CMOS,中斷初始化,存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù),圖像處理,圖像顯示,BEAConfidential.|12,四、系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)中斷初始化,采用了一個(gè)外部中斷，用它來(lái)捕捉VSYNC同步信號(hào)，然后在中斷里邊啟動(dòng)ov7670這個(gè)模塊的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，等到下次VSYNC同步信號(hào)到來(lái)的時(shí)候，我們就關(guān)閉圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，這樣的話，一幀圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)就完成了，這個(gè)時(shí)候，我們就可以在主函數(shù)里邊將這一幀數(shù)據(jù)讀取出來(lái)，傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理，同時(shí)，開(kāi)始下一幀圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)就這樣往復(fù)循環(huán)。,BEAConfidential.|13,四、系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)讀取圖像數(shù)據(jù),fifo寫使能,fifo寫禁止,1）存儲(chǔ)數(shù)據(jù)：,2）讀取數(shù)據(jù)：,讀取像素高位字節(jié),讀時(shí)鐘信號(hào),讀取像素低位字節(jié),第二個(gè)讀時(shí)鐘信號(hào),第二個(gè)VSYNC,VSYNC,BEAConfidential.|14,四、系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)圖像處理,20*320,3*320,發(fā)現(xiàn)第0、19、20、39180、199、200、219這20行的像素點(diǎn)都不能得到處理，效果不好,圖像最上邊和最下邊這兩行沒(méi)有濾波,BEAConfidential.|15,五、圖像處理實(shí)現(xiàn),RGB色轉(zhuǎn)化為灰度色,中值濾波,閾值分割,提取骨架,BEAConfidential.|16,五、圖像處理實(shí)現(xiàn)RGB轉(zhuǎn)灰度色,心理學(xué)公式為基礎(chǔ)：改進(jìn)后程序中所用的公式：,BEAConfidential.|17,五、圖像處理實(shí)現(xiàn)中值濾波,中值濾波前,中值濾波后,BEAConfidential.|18,五、圖像處理顯示閾值分割,閾值分割后,BEAConfidential.|19,六、總結(jié)和展望總結(jié),完成的工作：搭建起了基于單片機(jī)的圖像采集與處理的硬件平臺(tái)，初步完成了軟件算法，驗(yàn)證了它的基本有效性，為智能車循跡奠定了基礎(chǔ)。進(jìn)一步的工作細(xì)化hough骨架提取,BEAConfidential.|20,六、總結(jié)和展望展望,展望：硬件：添加輔助性傳感器，用速度更快的單片機(jī)軟件：優(yōu)化程序、使速度更快圖像處理：圖像處理算法的改進(jìn)與補(bǔ)充,BEAConfidential.|21,謝謝！,