基于Windows Mobile嵌入式系統的類圓管材識別與計數系統研究

0 引言

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

本文通過智能手機來采集鋼管橫截面圖像，并運用圖像識別技術對管材進行自動化計數，同時采用計算機圖像處理方法給出了一種對管材進行計數的嵌入式系統軟件的實現方法，其中包括圖像的采集、預處理、圖像分割、形態學處理、橢圓識別與計數等。該系統可提高鋼鐵行業以及其他相關行業的管材計數效率，大大減輕工人的勞動強度，具有良好的市場前景和經濟效益。

1 Windows Mobile平臺

本系統是在Windows Mobile平臺下開發的，Windows Mobile是由微軟公司提供的先進型移動設備操作系統，同時也是最優秀的行業應用平臺之一。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體驗，同時也為企業用戶提供了一個可擴展的平臺，使他們可以開發和投入使用創新的移動解決方案，從而增加新的銷售收入并帶動業務增長。

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對源數字圖像進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對圖像的雜質進行去噪，并選用合適的閾值進行圖像二值化分割，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)對二值圖像進行橢圓檢測，最后用區域標記法對圖中連通區域進行標記，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，首先由智能手機的攝像頭采集到格式為JPG的源數字圖像，然后對其進行圖像格式轉換，之后再進行圖像的顏色處理、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 系統關鍵技術與相關算法

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，圖像上的每一個像素點和圖像數據一一對應，以便于對圖像進行處理。

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。彩色圖像的每一個像素點的值有R、G、B三個分量，每個分量占8位和256階色。因此，彩色圖像所含的信息量過大，所以，一般采用灰度圖來進行圖像處理。