印刷圖像檢測的方案確定分析案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u234041.1圖像檢測系統(tǒng)比較與構(gòu)建 1298391.1.1MATLAB圖像處理 1191261.1.2使用C語言api調(diào)用OpenCV圖像處理功能 257591.1.3使用Python調(diào)用OpenCV的圖像處理功能 2285631.2Arduino單片機(jī) 3310961.3圖像檢測方案的最終確定 51.1圖像檢測系統(tǒng)比較與構(gòu)建1.1.1MATLAB圖像處理matlab是市場主流的圖像處理語言，由MathWork開發(fā)并推向市場。這種類型的匯編語言不受語法和軟件的限制。它們能表現(xiàn)出高度的獨(dú)立性，還可以結(jié)合現(xiàn)實世界的需求相結(jié)合以實現(xiàn)不同程序之間的移植。Matlab開發(fā)了一種獨(dú)特而強(qiáng)大的成像工具，這些功能可以滿足圖像處理和大規(guī)模數(shù)據(jù)分析的特定功能需求。使用最常用的工具箱通常涵蓋以下三種類型：數(shù)字信號和圖像處理工具箱以及小波分析圖像處理箱。它基于數(shù)據(jù)獲取和分析，闡明了工具箱的作用和功能，針對各種數(shù)據(jù)類型進(jìn)行了適當(dāng)?shù)姆治龊吞幚?，并且支持后續(xù)的程序開發(fā)和設(shè)計。以Matlab工具箱進(jìn)行圖像處理為例，除滿足二進(jìn)制圖像處理、RGB圖像格式、索引圖像和灰度圖像的要求外，.BMP、.tif和.jpg格式的圖像文件也能快速處理。基于Imshow和Imread應(yīng)用程序基礎(chǔ)上，它可以讀取圖像信息并提供清晰的圖像顯示，文件傳輸和保存與Imwrite功能結(jié)合使用。此外，可以使用諸如imcro（）、imisize（）和imrotate（）之類的功能來裁剪，縮放和旋轉(zhuǎn)圖像。較新版本的Matlab處理軟件可以滿足各種數(shù)字圖像的處理要求。常用的格式有灰度圖、RGB圖、索引圖和二次圖像，它們代表了很高的廣泛性和實用性。但是，在某些具體的操作和實際過程中，原始圖像的轉(zhuǎn)換會受到非常嚴(yán)格的技術(shù)限制。如果原始圖像不能同時滿足圖像類型處理中的要求時，應(yīng)用程序?qū)⒁揽吭紙D像的屬性來完成之間圖像的快速轉(zhuǎn)換。Matlab的圖像處理工具欄具有許多功能，其中之一是針對圖像的類型轉(zhuǎn)換功能，此功能可以快速的更改某些類型的彩色圖像。例如，rgb2gray（）轉(zhuǎn)換函數(shù)可以讓員工灰色的索引圖像或一個二進(jìn)制彩色圖像類型轉(zhuǎn)換為完全不同的索引彩色圖像。但是要注意的是，正確的轉(zhuǎn)換必須遵循數(shù)據(jù)類型之間的對應(yīng)關(guān)系，要是處理不當(dāng)可能會使修改后的圖像失真，并導(dǎo)致圖像信息丟失或損壞。1.1.2使用C語言api調(diào)用OpenCV圖像處理功能OpenCV是Intel開放源碼計算機(jī)視覺庫，它由一系列C函數(shù)和少量C++函數(shù)組成，在圖像處理和計算機(jī)視覺領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。OpenCV不僅僅可以滿足多種電腦系統(tǒng)的需求，它還體現(xiàn)了高強(qiáng)度的兼容性，無論是MacOS操作系統(tǒng)，Windows操作系統(tǒng)，還是Linux和Android的操作系統(tǒng)，OpenCV都有自己的獨(dú)特之處。用C++開發(fā)圖像處理算法時，不必重復(fù)調(diào)用OpenCV內(nèi)建的算法函數(shù)，即C++函數(shù)是實現(xiàn)OpenCV成功運(yùn)行的基礎(chǔ)。OpenCV除了能夠滿足多個C語言接口的需求外，還設(shè)計開發(fā)了一些其他的接口，常見的有Java、Python、Ruby以及MATLAB/OCTAVE等。早在多年前，作者就讓這種語言成為了一種主流的計算機(jī)軟件設(shè)計編程語言，當(dāng)它面向一定對象時就具有一定的可程式解釋，使它深受開發(fā)者的青睞，讓其具有較好的發(fā)展與應(yīng)用前景。1.1.3使用Python調(diào)用OpenCV的圖像處理功能這需要理解圖像處理的精確含義，以及在對其精準(zhǔn)作用進(jìn)行深入研究之前，需要知道如何在大圖中進(jìn)行圖像處理。通常人們把圖像處理稱為“數(shù)字圖像處理”，而我們常用到的領(lǐng)域是“計算機(jī)視覺”。Python是由GuidovanRosum開發(fā)，它是一種用于解釋性設(shè)計、高級電子編程和系統(tǒng)編程設(shè)計的通用語言。對于Python來說，代碼設(shè)計的重點(diǎn)在于代碼本身的基本可讀性和代碼語法的精確處理（尤其是使用間距空格縮進(jìn)來重新劃分整個代碼塊，摒棄了原有的大括號或者重要的字符）。Python允許開發(fā)者用比C++或Java更少的代碼來充分地表達(dá)他們的思想。無論程序的大小如何，語言都可以表達(dá)出程序結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確解釋。與Ruby,Scheme,Tcl,Perl和其他動態(tài)類型的語言一樣，Python可以自動收集、處理和管理動態(tài)類型的系統(tǒng)從而執(zhí)行垃圾的回收，或者自動創(chuàng)建和配置系統(tǒng)內(nèi)存使之易于使用，并且支持各種編程示例。Python解釋器是具有比較高的兼容性，它可以滿足各種操作系統(tǒng)的運(yùn)行需求。主要原因：（1）Python版本中包含的許多數(shù)據(jù)庫和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序模塊，這是考慮到可以完全跨行業(yè)移植。（2）Python完全編譯結(jié)束后后，它將生成具有特定可移植性特征的各種字節(jié)碼。（3）由于具有高度的可移植性，ANSIC可以補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)Python的開發(fā)和設(shè)計。Python系統(tǒng)可以同時運(yùn)行多個操作系統(tǒng)，這意味著Python可以通過核心設(shè)計語言和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序庫，在Linux、Windows和其他操作系統(tǒng)上運(yùn)行，并且模塊化操作系統(tǒng)會顯得非常方便，可以讓其他操作平臺更快的啟動。因此在本研究中，我們將使用Python調(diào)用Opencv圖像處理的模塊作為主題，并開發(fā)一個仿真模塊來進(jìn)行測試運(yùn)行。1.2Arduino單片機(jī)Arduino是一家知名的公司，專注于開發(fā)和設(shè)計開源碼軟、硬件。該公司于2003年正式啟動Arduino項目，希望開發(fā)出適合初學(xué)者的設(shè)備執(zhí)行器并滿足一些基本的功能要求。邊界計算節(jié)點(diǎn)通常會受到自身計算資源的限制，并且大多數(shù)節(jié)點(diǎn)會選擇單片機(jī)來執(zhí)行其計算。然而，一些計算成本相對較高并且性能相對不合時宜。所以在這種情況下，必須將計算能力調(diào)整為逐漸接近邊緣側(cè)，以便可以執(zhí)行最嚴(yán)格的數(shù)據(jù)處理和分析。這方面有很多優(yōu)點(diǎn)，列舉如下：一、高安全性。例如，大多數(shù)工廠和發(fā)電廠通常不選擇將有關(guān)產(chǎn)品制造過程的重要數(shù)據(jù)直接發(fā)布到Internet上。二、時效性高。通常我們可以把從用戶那得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整的實時處理，并實時分析從用戶那里收集的所有數(shù)據(jù)，最后及時對數(shù)據(jù)做出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。三、降低無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的成本。僅在必要時才通過網(wǎng)絡(luò)下載和傳輸所有數(shù)據(jù)。四、有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬減少：通過在網(wǎng)絡(luò)用戶或計算設(shè)備附近的站點(diǎn)工作和去獲取設(shè)備的能力，可以極大地減少網(wǎng)絡(luò)帶寬限制造成對用戶站點(diǎn)用戶的直接影響。當(dāng)邊緣計算節(jié)點(diǎn)上的服務(wù)數(shù)量減少到所有計算的總和以所發(fā)送到集線器的請求數(shù)量時，此功能發(fā)揮的作用巨大。此類工作方案通常適用于具有完整物聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)功能的內(nèi)部虛擬工作負(fù)載。這意味著我們可以立即離線工作：即使沒有連接網(wǎng)絡(luò)，它也能很好地工作。Arduino單片機(jī)是適合初學(xué)者和創(chuàng)客愛好者的使用平臺，并且具有很多資源，因此本研究將Arduino平臺與計算機(jī)電腦組合結(jié)合使用，讓它作為計算機(jī)微控制器的一部分。開發(fā)仿真互聯(lián)網(wǎng)邊緣的運(yùn)算與伺服端協(xié)作的圖像檢測功能的模塊。Arduino有一個簡單的電子硬件組件模塊，該組件作用相當(dāng)于扮演車載交互設(shè)備的角色，因為全球領(lǐng)先的軟件專業(yè)人員使用都有很高的要求。它可能采用了幾種處理硬件和軟件編程復(fù)雜性的高級方法，使得材料設(shè)計也很困難，其復(fù)雜程度取決于模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)。當(dāng)通過計算機(jī)的端口連接USB，下載完成后，由ArduinoD1WiFiUNOR3開發(fā)板提供相應(yīng)的接收，確保它遵循說明的有效操作。允許Arduino開發(fā)板使用不同類型的傳感器來滿足產(chǎn)品要求并與開發(fā)人員進(jìn)行交流。Arduino是一個具有軟硬件雙重交互功能的平臺。只需將程序輸入到編譯器中，然后將程序編寫在ArduinoAVR芯片上，Arduino即可使用這些程序滿足我們的需求。如今，每個人都在使用Arduino開發(fā)板來創(chuàng)建一些創(chuàng)意產(chǎn)品。對于像我這樣的初學(xué)者看來，學(xué)會使用Arduino單片機(jī)還是比較容易的。不用需要有更高或更高的要求，僅通過闡明端口的功能和作用，就可以學(xué)習(xí)基本的C語言編程技能以及如何對簡單、輕松、輕便的應(yīng)用Arduino單片機(jī)進(jìn)行編程，這種方便快捷的選擇使得效果顯著。但最應(yīng)該清楚的是，Arduino是具有一定程度上開源的屬性。我們可以從Arduino社區(qū)、博客和論壇中，查詢到他們提供的許多常用資源，可以進(jìn)一步增強(qiáng)自己的設(shè)計。1.3圖像檢測方案的最終確定首先要知道的是，人工智能的底層算法通常還是用C/C++或其他語言封裝的，這樣它的接口就很容易被調(diào)用了，因此看起來就像是用其他語言一樣。因為Python的開發(fā)周期短，所以我們在這里使用了Python。Python的優(yōu)勢在于學(xué)生很容易學(xué)會（如圖），而且它是一種簡單的腳本解釋動態(tài)語言，不需要任何指導(dǎo)方針，也不用擔(dān)心內(nèi)存泄漏等問題，最重要的是，它有豐富的算法庫。這些語言，如C/C++，目的在于支持多種場景使用，可用于各種大型項目，并且它是重量級靜態(tài)語言，通常非常適合某些復(fù)雜的大