基于視頻圖像的點(diǎn)讀機(jī)坐標(biāo)定位方法研究.pdf

1、隨著數(shù)字?jǐn)z像設(shè)備的小型化和大眾化,數(shù)字圖像處理技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)和國防等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。點(diǎn)讀機(jī)作為中小學(xué)生新一代媒體學(xué)習(xí)工具,被廣泛應(yīng)用于課外教學(xué)輔助和家庭學(xué)習(xí)。為了提高點(diǎn)讀機(jī)的通用性和便攜性,同時降低點(diǎn)讀機(jī)的生產(chǎn)成本,本文開展了基于普通USB視頻攝像頭的點(diǎn)讀機(jī)坐標(biāo)定位方法研究,主要工作和成果如下:
　　(1)研究了基于普通USB攝像頭的點(diǎn)讀目標(biāo)圖像獲取及預(yù)處理方法。利用VFW技術(shù)構(gòu)建了實(shí)時視頻圖像捕獲和處理平臺。同時,

2、針對圖像采集過程中因環(huán)境因素產(chǎn)生的噪聲干擾,采用CLAHE算法對圖像亮度進(jìn)行校正,并將RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到LUV顏色空間等預(yù)處理方法,減少了亮度不均勻?qū)c(diǎn)讀效果的影響,提高了點(diǎn)讀坐標(biāo)提取精度。
　　(2)研究了書本坐標(biāo)系建立方法。首先,在LUV顏色空間,采用鄰近像素差分和自適應(yīng)閾值法,提取書本區(qū)域;然后,對二值化圖像進(jìn)行腐蝕和中值濾波處理,增加書本邊緣的連續(xù)度同時減小噪聲的影響;最后,采用最大連通域法和最小二乘直線擬合法提取點(diǎn)讀書

3、本邊緣直線,進(jìn)而以書本的左上角、上邊緣和左邊緣分別作為書本坐標(biāo)系的原點(diǎn)、x軸和y軸,建立書本坐標(biāo)系。
　　(3)研究了筆尖坐標(biāo)定位方法。首先,采用綜合了顏色和紋理特征的JSEG算法進(jìn)行目標(biāo)圖像分割,進(jìn)而利用點(diǎn)讀筆的桿狀特性和最小顏色特性提取點(diǎn)讀筆區(qū)域,解決了不同握筆情況下的點(diǎn)讀筆區(qū)域提取問題;然后,利用筆尖的曲率特性,區(qū)分左右手握筆,采用行掃描法獲取筆尖坐標(biāo);最后,采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法實(shí)現(xiàn)書本坐標(biāo)系中點(diǎn)讀筆筆尖的定位。通過在不同光照強(qiáng)度