[发明专利]一种基于图像识别的射击自动报靶系统

说明书

技术领域

本发明属于图像识别技术领域，具体涉及一种采用了图像处理的方法进行靶环的自动识别计算的报靶系统。 

背景技术

随着信息技术的进步，电脑网络及相关技术正快速融入体育领域。在目前的射击比赛中,报靶主要依赖人工判读或机械式测定，其过程繁琐，效率低，耗费人力，采集成绩也不够准确，容易引起争议。 

本发明采用了图像处理与嵌入式技术相结合的方法，设计一种基于DSP技术的射击自动报靶系统。它将现代计算机技术、有线/无线网络接入技术、数据库设计技术、图像采集和处理技术以及嵌入式开发技术融入到该设计方案中，集成度较高，造价低，操作简洁，易于布局。 

发明内容

本的发明目的是提供一种基于图像识别的射击自动报靶系统来克服传统人工报靶的一些弊端，保障比赛的公正性、可靠性和快速便捷。 

实现本发明目的的技术方案是：一种基于图像识别的射击自动报靶系统，该系统采用图像处理的方法进行靶环的自动识别计算，其特征是，该系统包括：前端报靶模块，由CCD摄像头、图像接收、图像数据缓存(SDRAM)、DSP芯片、收/发模块、显示终端组成，接收控制中心的指令，控制图像采集的正确动作，完成图像识别并将射击成绩通过无线网络送到控制中心； 

控制中心，产生和维护射击比赛的数据库、管理比赛进程、完成射击人员设置及秩序的排列、打印比赛成绩和其它报表并兼做整个系统网络的服务器，协调整个系统的运行，提供远程查询。 

作为本发明的进一步改进，所述前端报靶模块中采集存储采用DMA传输技术对CCD信号进行处理实现对CCD数字信号的调整采集存储。 

作为本发明的进一步改进，所述信息采集存储（DMA）执行下列步骤：（1）8D暂存器的输出控制端接R/W信号，R/W信号还通过8个8线三态暂存器控制DMA和计算机数据总线通道，两个8拍分配器输出时序相同，地址发生器为16位，低3位输入8拍分配器，高13位输入RAM，所以每8个时钟脉冲 8组RAM地址同时升一位； 

（2）对于依次输入的CCD视频数值信号的每一位，只能由被8拍分配器置“+”的一组8D暂存器转存，转存时间为20ns，转存的数字信号包括转存时的稳定过程，由于8D暂存器的输出端处于允许输出状态，会一并出现在输出线上，但此时与上述8D暂存器相应的RAM处于选择之外(CS=1)，RAM处于拒存状态，当且仅当下一个时钟输入后，才处于写入状态，因此，对于每一次输入到CCD的数值信号仅用20ns存入暂存器，同时开始对RAM写入，对RAM的写入时间长达700ns，实现数据高速传输。 

作为本发明的进一步改进，所述图像的预处理采用中值滤波，有效的滤出靶图中的噪声，改善靶图的质量。 

作为本发明的进一步改进，所述图像的阈值分割采用多阈值分割的方法，靶图中有三个地方的灰度有明显的区别：靶盘、靶环线和背景、弹孔，其中弹孔的灰度最大靶环线次之，设两个阈值为Y1、Y2，按照上述理论，取阈值后的图像可定义为： 

这样就非常清楚的把靶盘、靶环线、弹孔分离出来，方便了后续的判靶工作。 

作为本发明的进一步改进，所述计算弹孔环数采用Hilditch提出的细化算法，定义像素p的八邻域p_i(0≤i≤7)联结数为：N_c＝Σ(N_k-1,N_k,N_k+1,N_K+2),k∈s＝{0,2,4,6}当八邻域中p_i≤1时，N_i＝0，否则N_i＝1，像素p的联结数N_c＝1时称p为多重像素。 

当目标像素P同时满足下列条件：P₀+P₂+P₄+P₆≤3;N_c＝1；P_i中至少有一个未标记的目标像素； 

P₂＝1或P₄＝1或则像素p为可删除像素（例如标记为m），当一遍扫描结束后，把所有标记为m的像素并行地删除，得出细化图线。 

得到靶环线后，以靶心为中心按照一定的方向扫描靶环值，然后做平均计算，得出靶环线各环的半径r_i，最后根据中值滤波中分离出来的弹孔，扫描得到弹孔的孔心（M，N），弹孔到靶心的距离可由下面的公式求得：