基于ov5640摄像头进行阈值可调的二值化图像处理(附件)【字数：10677】
摘 要本文主要研究基于OV5640摄像头进行的阈值可调的二值化图像处理，MCU以STM32F407单片机为主，使用OV5640摄像头模块进行图像采集，并将处理结果显示在TFT-LCD显示屏上。本设计分别由硬件和软件两个部分组成，硬件部分主要负责实时图像的获取和传输，软件部分将得到的图像数据与设置的阈值进行实时比较，再将处理后数据传输到显示屏幕显示，显示过程中可以通过按键调节阈值大小。本设计基本实现阈值可调二值化，并将处理后的图像显示在屏幕上。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景、目的及意义 1
1.2课题研究发展历史及趋势 1
1.3课题设计内容及要求 2
第二章 系统总体设计 3
2.1设计思路 3
2.2硬件器件选择 3
2.2.1处理器的选择 3
2.2.2显示模块的选择 4
2.2.3图像传感器模块的选择 4
2.3小结 4
第三章 系统的硬件设计 5
3.1系统原理图 5
3.2MCU的原理图 5
3.3OV5640摄像头模块原理图 6
3.4TFTLCD液晶显示模块原理图 7
3.5SWD接口原理图 8
3.6按键原理图 9
第四章 系统的软件设计 10
4.1软件介绍 10
4.2程序流程图 10
4.3模块的初始化 11
4.3.1初始化延时函数 11
4.3.2串口初始化函数 11
4.3.3LCD显示模块初始化函数 12
4.3.4按键初始化 12
4.3.5OV5640摄像头模块初始化 13
4.4摄像头模块采集数据 14
4.5处理像素点数据(灰度化)、图像二值化处理(阈值比较) 15
4.6按键调节阈值 15
4.7液晶显示模块显示图像 16
4.8小结 17
第五章 代码烧录与调试 18
5.1代码烧录 18
5.1.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
驱动的安装 18
5.1.2MDK环境的配置 18
5.3程序调试 19
5.3.1调试遇到的问题 19
5.3.2调试前后效果对比 20
5.4小结 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
附录A 25
附录B 27
附录C 28
附录D 29
附录E(主要源码) 30
第一章 绪论
1.1课题研究背景、目的及意义
21世纪是一个充满信息的时代，图像可以帮助人们认识世界，感受世界，人们可以通过图像传达信息和得到想要的信息。
图像是人类眼睛看到的自然景观，这些景观有动态的有静态的，人类通过这些或动态或静态的景观类认识和改造世界。眼睛看到的东西是我们从自然界获取信息的主要途径，是体验世界的重要信息源。图像存在的方式多种多样，一种为模拟图像，比如画在纸上的抽象图画，老式照相机照出的照片，或者电视图像等，另一种是存储在计算机里的一张数字图像。相比较于前者，后者的存储格式是数据化的，是计算机经过一定复杂计算出来的的二维函数。数字图像的精度高，在计算机上处理会方便的多，可以重复利用，不随时间改变而改变。
当代的科学技术发展迅猛，各种嵌入式系统已经在微处理控制中得到广泛应用。图像采集与处理技术在机器人视觉应用、工业控制、安全布防等领域的应用越来越广泛。其中，图像传感器的开发与应用已经成为研究领域的热点，在嵌入式控制系统中加入摄像头，形成了以视频捕捉，图像识别，对象跟踪与工程功能等多个领域的研究。依托算法的图像处理技术应运而生，数字图像处理技术在不同领域中得到了更多的应用。
1.2课题研究发展历史及趋势
在19201929年，因为报纸行业中需要传递很大的信息，比如照片，人们就用过图像处理技术实现了第一次的照片传输。保障了照片中的信息及时的被发表，提高了信息传播的效率。19601969年期间，随着数字图像处理技术不断发展，人们造出了能够处理图像的计算机，功能性的工具使得人们挖掘出更多数字图像处理技术的价值，更多的计算机数字图像处理技术在不同的行业中开始实践，在医学、天文学的研究上有很大贡献。在19801989年，计算机数字图像处理技术在地理信息系统中初步使用，在发展中逐步更加深入到工业检测和遥感方面，在后期卫星图像的处理上也使用了图像处理技术。直到今天，数字图像处理技术在人们生产中得到完善，在未来发展方向上人们关注更多的是数字图像处理技术的创新和探索。
图像二值化操作在图像描述中起着很大的作用，常常用于对目标的选取或者对物体轮廓的描述上。图像二值化简单来说就是将图像像素点上的数据进行处理，一张彩色图片是由一个像素点矩阵构成的，在这个矩阵中，每个像素点是由红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三个颜色变量组成，可以通过对着三个颜色变量赋值，从而改变像素点的颜色，如果三个颜色变量的值满足:R=G=B,那么此时三颜色的变量称为灰度值，灰度值的范围为0～255。在灰度值确定的基础上，取一个中间阈值，把灰度值与阈值进行比较，如果当前所在像素点的灰度值大于设定的阈值，则设置图像像素点RGB的值为全0，若当前像素点的灰度值小于设定得阈值，则设置该像素点RGB值为255。图像二值化用到了像素点的这个特点，将灰度值得大小与阈值比较，设置成只有黑白效果的图像，这种二值化过的图像还是可以反映图像的整体轮廓和特征的。
数字图像处理在当下有很大的发展前景，比如视频通话、虚拟现实技术、多媒体通信等在通信领域的用途，或者为机器人的视觉系统提供复杂图像处理和识别，数字图像处理技术在国内外的发展十分火热，应用也是深入许多行业，但是，越复杂的技术就需要更高效高速的硬件作为支撑，现阶段的传统开发都是基于Windows操作系统的数字图像处理，技术已经很成熟，系统也稳定可靠，但是此类系统的适应性差，不能在各个领域都能广泛使用，而且硬件体系很大，不适合工业化生产。然而体积小、成本低、算法移植简单的嵌入式实时开发系统设计成为这类研究的主流发展方向。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景、目的及意义 1
1.2课题研究发展历史及趋势 1
1.3课题设计内容及要求 2
第二章 系统总体设计 3
2.1设计思路 3
2.2硬件器件选择 3
2.2.1处理器的选择 3
2.2.2显示模块的选择 4
2.2.3图像传感器模块的选择 4
2.3小结 4
第三章 系统的硬件设计 5
3.1系统原理图 5
3.2MCU的原理图 5
3.3OV5640摄像头模块原理图 6
3.4TFTLCD液晶显示模块原理图 7
3.5SWD接口原理图 8
3.6按键原理图 9
第四章 系统的软件设计 10
4.1软件介绍 10
4.2程序流程图 10
4.3模块的初始化 11
4.3.1初始化延时函数 11
4.3.2串口初始化函数 11
4.3.3LCD显示模块初始化函数 12
4.3.4按键初始化 12
4.3.5OV5640摄像头模块初始化 13
4.4摄像头模块采集数据 14
4.5处理像素点数据(灰度化)、图像二值化处理(阈值比较) 15
4.6按键调节阈值 15
4.7液晶显示模块显示图像 16
4.8小结 17
第五章 代码烧录与调试 18
5.1代码烧录 18
5.1.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
驱动的安装 18
5.1.2MDK环境的配置 18
5.3程序调试 19
5.3.1调试遇到的问题 19
5.3.2调试前后效果对比 20
5.4小结 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
附录A 25
附录B 27
附录C 28
附录D 29
附录E(主要源码) 30
第一章 绪论
1.1课题研究背景、目的及意义
21世纪是一个充满信息的时代，图像可以帮助人们认识世界，感受世界，人们可以通过图像传达信息和得到想要的信息。
图像是人类眼睛看到的自然景观，这些景观有动态的有静态的，人类通过这些或动态或静态的景观类认识和改造世界。眼睛看到的东西是我们从自然界获取信息的主要途径，是体验世界的重要信息源。图像存在的方式多种多样，一种为模拟图像，比如画在纸上的抽象图画，老式照相机照出的照片，或者电视图像等，另一种是存储在计算机里的一张数字图像。相比较于前者，后者的存储格式是数据化的，是计算机经过一定复杂计算出来的的二维函数。数字图像的精度高，在计算机上处理会方便的多，可以重复利用，不随时间改变而改变。
当代的科学技术发展迅猛，各种嵌入式系统已经在微处理控制中得到广泛应用。图像采集与处理技术在机器人视觉应用、工业控制、安全布防等领域的应用越来越广泛。其中，图像传感器的开发与应用已经成为研究领域的热点，在嵌入式控制系统中加入摄像头，形成了以视频捕捉，图像识别，对象跟踪与工程功能等多个领域的研究。依托算法的图像处理技术应运而生，数字图像处理技术在不同领域中得到了更多的应用。
1.2课题研究发展历史及趋势
在19201929年，因为报纸行业中需要传递很大的信息，比如照片，人们就用过图像处理技术实现了第一次的照片传输。保障了照片中的信息及时的被发表，提高了信息传播的效率。19601969年期间，随着数字图像处理技术不断发展，人们造出了能够处理图像的计算机，功能性的工具使得人们挖掘出更多数字图像处理技术的价值，更多的计算机数字图像处理技术在不同的行业中开始实践，在医学、天文学的研究上有很大贡献。在19801989年，计算机数字图像处理技术在地理信息系统中初步使用，在发展中逐步更加深入到工业检测和遥感方面，在后期卫星图像的处理上也使用了图像处理技术。直到今天，数字图像处理技术在人们生产中得到完善，在未来发展方向上人们关注更多的是数字图像处理技术的创新和探索。
图像二值化操作在图像描述中起着很大的作用，常常用于对目标的选取或者对物体轮廓的描述上。图像二值化简单来说就是将图像像素点上的数据进行处理，一张彩色图片是由一个像素点矩阵构成的，在这个矩阵中，每个像素点是由红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三个颜色变量组成，可以通过对着三个颜色变量赋值，从而改变像素点的颜色，如果三个颜色变量的值满足:R=G=B,那么此时三颜色的变量称为灰度值，灰度值的范围为0～255。在灰度值确定的基础上，取一个中间阈值，把灰度值与阈值进行比较，如果当前所在像素点的灰度值大于设定的阈值，则设置图像像素点RGB的值为全0，若当前像素点的灰度值小于设定得阈值，则设置该像素点RGB值为255。图像二值化用到了像素点的这个特点，将灰度值得大小与阈值比较，设置成只有黑白效果的图像，这种二值化过的图像还是可以反映图像的整体轮廓和特征的。
数字图像处理在当下有很大的发展前景，比如视频通话、虚拟现实技术、多媒体通信等在通信领域的用途，或者为机器人的视觉系统提供复杂图像处理和识别，数字图像处理技术在国内外的发展十分火热，应用也是深入许多行业，但是，越复杂的技术就需要更高效高速的硬件作为支撑，现阶段的传统开发都是基于Windows操作系统的数字图像处理，技术已经很成熟，系统也稳定可靠，但是此类系统的适应性差，不能在各个领域都能广泛使用，而且硬件体系很大，不适合工业化生产。然而体积小、成本低、算法移植简单的嵌入式实时开发系统设计成为这类研究的主流发展方向。
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