CCD在老式仪表改造中的应用

文章摘要： （5） 式(5)应用了f(x，y)邻域的图像强度的加权平均差值。其梯度幅度为： Sobel算子认为，邻域的像素对当前像素产生的影响不是等价的，所以距离不同的像素具有不同的权值，对算子结果产生的影响也不同。一般距离越远，产生的影响越小。其效果图如图5所示。6 仪表盘的示值图像处理的相关算法 仪表盘的示值图像处理的相关算法主要包括二值化处理、投影法识别等。为了从复杂图像中提取特定的区域和信息。需要对图像进行简化和分割，将背景(不感兴趣的区域)和物体(感兴趣的区域)分开。www.88dzw.com 最常用的图像分割方法是把图像灰度分成不同的等级，然后用设置灰度门限(阈

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    （5）
    式(5)应用了f(x，y)邻域的图像强度的加权平均差值。其梯度幅度为：

    Sobel算子认为，邻域的像素对当前像素产生的影响不是等价的，所以距离不同的像素具有不同的权值，对算子结果产生的影响也不同。一般距离越远，产生的影响越小。其效果图如图5所示。

6 仪表盘的示值图像处理的相关算法
    仪表盘的示值图像处理的相关算法主要包括二值化处理、投影法识别等。为了从复杂图像中提取特定的区域和信息。需要对图像进行简化和分割，将背景(不感兴趣的区域)和物体(感兴趣的区域)分开。

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    最常用的图像分割方法是把图像灰度分成不同的等级，然后用设置灰度门限(阈值)将图像二值化，分割出有意义的区域，使得有用的信息均转换为黑色，而无用的信息被剔除转换为白色。对指示表图像来说有意义的区域是灰度值较小(较暗)的指针，而其他灰度值较大(较亮)的表盘是不感兴趣的区域。由于实际情况下指示表的指针和表盘问有较大的对比度，因此在均匀的光照条件下，很容易自动搜索出一个较为合理的阈值将图像二值化，灰度值大于该阈值的点变为白色，否则变为黑色。
    该设计系统采用如下阈值选取算法：首先随机确定一个阈值T(T≠0)，然后分别求出灰度大于T的像素的灰度平均值v1和灰度小于T的像素的灰度平均值 v2；再求出T'=(v1+v2)P2。确定一个终止条件，如ε=0．001，判断是否|T'-T|<ε。如果不满足，则用T'代替T继续进行下一轮运算；如果满足，则跳出循环，且以T'作为最终的阈值。
    将二值化后的表盘图像中的各个像素从中心沿半径向圆周投影，投影的长度代表该方向上黑色像素的个数，投影最长的点应是指示表指针所在的位置，找到该点就可以通过对应关系求出指示表的读数。

7 结束语
    该系统硬件部分简单，软件算法可靠性高，具有很高的通用性，对于不同的机械表盘，根据不同的需求添加相应的程序功能模块，选择不同口径的卡座，经简单调试就可以使用。简便易实现，在生产过程中具有广泛的应用价值。

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3．2 CCD及镜头选取
    根据表盘本身精度选择CCD，保证图像能分辨表盘最小刻线，且表盘属于小视场，故选择小尺寸一般分辨率的CCD即可。CCD镜头配合表盘大小及视场选取，计算公式如下：

同理：

    式中，L为视场，HL为视场的水平方向，VL为视场的垂直方向，f为焦距。

4 图像处理软件的设计
    由于表盘离CCD镜头近、视场小，属于近轴光成像，图像形变小。预先处理可只进行简单地滤波去噪。由于VC++简便快捷，因此，处理程序以Windows操作系统为平台，在VC++的环境下开发。

5 边缘检测
    通过边缘检测可得到表针的边缘信息，使图像的轮廓更加突出，同时边缘以外区域保持原样。边缘检测与增强处理削弱了图像的低频部分，处理后的图像亮度保持不变，像素值变化缓慢的区域保持不变，而像素值变化剧烈的区域被突出。常用的边缘检测方法有平移和差分边缘增强、梯度方向边缘增强、Laplace边缘增强和Sobel边缘检测。

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