基于飛思卡爾K60的二值化圖像無線傳輸

陳思宇 張倩 錢程 熊揚揚

摘 要：現代電子信息技術的發展使無線通信技術日趨成熟。較傳統有線傳輸而言，無線傳輸可實現遠程通信及數據的實時更新。本文提出一種集圖像采集、處理和無線傳輸于一體的設計方案。首先利用MK60DN512VLL10和OV7725攝像頭完成圖像采集與二值化處理;接著采用無線藍牙模塊，將圖像數據經USB轉串口調節芯片傳送至上位機;最后編制人機界面，在上位機上實時顯示圖像。實驗表明，該方案具有圖像傳輸實時性高、動態性能好等特點，有利于實現現場圖像獲取及短距離無線通信。

關鍵詞：圖像采集;二值化;無線傳輸;藍牙;K60

普通傳感器進行圖像識別需處理大量數據，耗時長，造成實時系統存在滯后性。在不影響圖像特征的基礎上，采用二值化處理，能夠大大減小圖像數據的存儲空間，縮短處理時間，這使得基于藍牙的圖像信息無線傳輸成為可能。

1 整體設計方案

本文采用逐飛OV7725攝像頭對目標區域進行監測，輸出二值化圖像，MK60DN512VLL10采用DMA方式采集圖像，并通過藍牙與CH340串口模塊將圖像信息傳送至上位機顯示。整體設計原理如下1圖所示。

2 圖像采集與處理

為提高單片機工作效率，使用場中斷信號VSYNC進行DMA數據傳送。一般在像素點同步信號PCLK的上升沿采集數據，此時像素點數據較穩定，有利于避開消影區。

在一場像素點采集中，每個PCLK信號上升沿都觸發DMA傳輸，把攝像頭輸出的數據讀到K6O內存數組里。假設每幀圖像的像素為m * n，則m * n個PCLK信號就輸出一幀圖像的所有像素點數據，此時停止DMA傳輸，等待下一個VSYNC信號到來。

通過設置合理的閾值，可以將256個亮度等級的灰度圖像二值化。當像素點的灰度大于或等于閾值時，其灰度值為255，該像素點屬于目標物體。反之，其灰度值為0，屬于背景或目標外物體。二值化圖像不僅保留了原圖像的整體和局部特征，而且圖像簡單，數據量小，能突出目標物體輪廓，有利于圖像的進一步處理。根據實際情況設置上位機中閾值大小，能夠盡可能地減小背景和噪聲干擾，有利于區分圖像和背景。

3 無線藍牙傳輸

為實現遠程控制，需要在K60與上位機間建立無線通信。本設計采用主從一體的藍牙模塊，通過AT命令可以切換主機和從機模式，支持八位數據位、一位停止位、無奇偶校驗位的常用通信格式。如圖1，藍牙1與K60相連，藍牙2經過USB轉串口芯片CH340與電腦相連。兩塊藍牙配對成功后，即可實現無線通信，從而可在上位機上觀察到所攝區域的二值化圖像，如下圖3所示。

4 結語

本文基于K60單片機對OV7725攝像頭進行圖像DMA采集與二值化處理，并結合藍牙與CH340調節芯片實現與上位機的無線通信，有利于解決短距離無線監控與控制的問題。

參考文獻：

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[2]陳業慧，黃凱.基于OV7725二值化圖像的無線實時傳輸[J].長沙大學學報，2018（2）.

[3]王鵬.一種局部二值化方法及其應用[D].2017.

作者簡介：陳思宇（1996-），女，安徽滁州人，安徽大學電氣工程與自動化學院在讀本科生;張倩（1984-），女，安徽亳州人，博士，副教授，研究方向為微電網經濟優化運行、多目標優化算法、預測控制;錢程（1996-），男，江蘇南通人，安徽大學電氣工程與自動化學院在讀本科生;熊揚揚（1997-），男，安徽阜陽人，安徽大學電氣工程與自動化學院在讀本科生。