基于機(jī)器視覺的嵌入式抄表終端的研究.pdf

1、本文研究了一種新型的基于機(jī)器視覺的嵌入式抄表終端，并以其為基礎(chǔ)構(gòu)建了水資源信息管理系統(tǒng)。文中研究了圖像采集、圖像預(yù)處理、圖像識(shí)別以及GPRS通信等課題中的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)它們?cè)谇度胧匠斫K端中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。主要研究?jī)?nèi)容如下： 根據(jù)抄表終端的性能指標(biāo)，研究了抄表終端的總體設(shè)計(jì)方案。以嵌入式ARM7微控制器為核心，實(shí)現(xiàn)了抄表終端的硬件系統(tǒng)。完成了外圍存儲(chǔ)模塊、圖像采集模塊、GPRS通信模塊以及電源模塊的硬件電路設(shè)計(jì)。在圖像采集模塊

2、研究中，提出兩種設(shè)計(jì)方案，分別基于MCU和視頻FIFO存儲(chǔ)器以及CPLD和SRAM的硬件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了圖像數(shù)據(jù)的采集和傳輸。通過對(duì)兩種方案在采集速度、成本等要素上的比較，說明終端的設(shè)計(jì)原則。 完成了抄表終端的軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)軟件功能需求設(shè)計(jì)了軟件的整體架構(gòu)，并對(duì)圖像采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。 針對(duì)水表表盤圖像的特點(diǎn)，對(duì)圖像預(yù)處理技術(shù)進(jìn)行研究。在圖像平滑中，設(shè)計(jì)了一種結(jié)合非線性和線性濾波器的平滑算

3、法，該算法可兼顧圖像細(xì)節(jié)保留和平滑效果；在二值化處理中，研究了一種改進(jìn)的Niblack方法，該算法兼顧了二值化效果和處理速度；在圖像細(xì)化中，應(yīng)用了一種保形的快速形態(tài)細(xì)化算法。 根據(jù)水表碼盤印刷體數(shù)字字符特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種三層結(jié)構(gòu)的識(shí)別器，該識(shí)別器依次采用句法結(jié)構(gòu)法、模板匹配法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)印刷體數(shù)字字符的高效率、高精度識(shí)別。在識(shí)別器第一層，基于字符形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，采用句法結(jié)構(gòu)法對(duì)字符進(jìn)行粗分類；在第二層，基于圖像的網(wǎng)格分布特