STM32驱动OV7725摄像头颜色识别

实验目的：

使用stm32驱动OV7725摄像头进行图像实时采集，在tft屏幕上实时显示并识别图像中的特定颜色，在颜色的周围画上框。

实验现象：

我的工程代码链接：

http://download.csdn.net/detail/hongbin_xu/9749105

程序移植自阿莫论坛某位大神的程序。

链接：http://www.amobbs.com/thread-5499408-1-1.html?_dsign=85056954

实现原理：

将摄像头的数据读出写入tft屏，读取tft屏幕上的像素点的颜色进行识别。由于RGB格式的颜色数据的效果不好，所以将其转换为HSL格式数据。首先遍历寻找腐蚀中心，然后在之前腐蚀中心点处进行迭代向外寻找新的腐蚀中心。腐蚀算法从该点开始分别向上下左右四个方向进行读点，若点的颜色符合条件则往外读，等四个方向都结束后得到四个边缘点的坐标，记左边缘点的x轴坐标为left，右边缘点的x轴坐标为right，上边缘点的y轴坐标为up，下边缘点的y轴坐标为bottom，那么坐标( (right-left)/2 , (up-bottom)/2 ) 即为新的腐蚀中心。

关于程序中使用到的参数值，我是参照下面这些该大神在论坛说的调试经验得到的参数：

设置好H、S、L的阈值，用起来没有问题。分享一下我的调节参数时总结的技巧：

1.识别绿色和蓝色的效果最好，因为他们在色调谱中占据的范围最大

2.先将S、L的范围设的广一些（如 5 -250 ），先调节H的值的范围

3.H值调节好后，再调节S、L值

这里介绍下一些相关概念：

HSL:（摘自百度百科）

HSL的H(hue)分量，代表的是人眼所能感知的颜色范围，这些颜色分布在一个平面的色相环上，取值范围是0°到360°的圆心角，每个角度可以代表一种颜色。基本参照：360°/0°红、60°黄、120°绿、180°青、240°蓝、300°洋红，它们在色相环上按照60°圆心角的间隔排列。

HSL的S(saturation)分量，指的是色彩的饱和度，它用0%至100%的值描述了相同色相、明度下色彩纯度的变化。数值越大，颜色中的灰色越少，颜色越鲜艳，呈现一种从理性(灰度)到感性(纯色)的变化。

HSL的L(lightness)分量，指的是色彩的明度，作用是控制色彩的明暗变化。它同样使用了0%至100%的取值范围。数值越小，色彩越暗，越接近于黑色；数值越大，色彩越亮，越接近于白色。

HSL与RGB之间的计算：

从RGB推算HSL：

R、G、B的数值定在【0,255】

亮度L只依赖于R、G、B的最大值和最小值。若令M、N分别是R、G、B的最大值和最小值，则有：若M=0（N=0），即R、G、B均为0时，L=0；否则，亮度L为

其中。由公式可知，L的取值范围在0到240之间。

对于饱和度S：当M或N改变时S随之改变；否则，S不变。即S与L的情况类似，只与最大和最小值有关，换句话说与L有关。所以可以得到S与L之间的数学关系：

当M=N=0或者M=N=255时，没有意义；l=0时，s=0;

当（M+N）>256时，S为：S=240（M-N）/（512-M-N）；当l>120时，s = （M-N）* 240 / ( 480 - ( M+ N) );

当（M+N）<256时，S为：S=240（M-N）/（M+N）；当l<=120时，s = （M-N）* 240 / ( M+ N);

同理，色相H也是只与最大值和最小值有关。

当M=N时，H无定义；

当最大值为红色，最小值为蓝色，即M=R、N=B，H介于0到40之间，有：

H=40（G-N）/（M-N）;

当最大值为红色，最小值为绿色，即M=R、N=G，H介于200到240之间，有：

H=240+40（G-B）/（M-N）;

当最大值为绿色，最小值为红色，即M=G、N=R，H介于80到120之间；

当最大值为绿色，最小值为蓝色，即M=G、N=B，H介于40到80之间；

h = 40 * ( B - R ) / （M-N）+ 80;

当最大值为蓝色，最小值为红色，即M=B、N=R，H介于120到160之间；

当最大值为蓝色，最小值为绿色，即M=B、N=G，H介于160到200之间；

h = 40 * ( R - G ) / （M-N）+ 160;

从HSL反算RGB：

当H无定义时，表示R、G、B三者相等，因策，他们的值可以直接由下面公式求得：

当L=0时，R=G=B=0；

当L！=0时，R=G=B=（17L-8）/16；

当H有定义时，令SUM为M与N之和，由上面的公式可知，若L=0，则SUM=0，否则SUM=（17L-8）*2/16。

若SUM<256，则最大值M为：M=SUM/2+SUM*S/480；

若SUM<=256，则最大值M为：M=SUM/2+（512-SUM）*S/480；

求出最大值后，可以求出最小值N=SUM-M。

下面分六种情况求出R、G、B的值：

令L为H/40的整数部分：

若L=0，则：

R=M

B=N

G=B+H *（R-B）/40

若L=1，则：

G=M

B=N

R=G+（G-B）（H-40）/40

若L=2，则：

G=M

R=N

B=R+（G-R）（H-80）/40

若L=3，则：

B=M

R=N

G=B+（B-R）（H-120）/40

若L=4，则：

G=N

B=M

R=G+（B-G）（H-160）/40

若L=5，则：

R=M

G=N

B=R +（R-G）（H-200）/40

至此RGB的反算就完成了。

如果想要更快捷地将HSL转换成RGB格式，可以使用下面的工具：

网络工具链接：

HSL取色器

链接： http://hslpicker.com/#f9aee5,0.82

RGB、HEX、HSL等颜色形式相互转换工具

链接： http://tools.jb51.net/color/rgb_hex_hsl

推荐使用windos自带的绘图工具软件中，点“颜色”->”编辑颜色”->”规定自定义颜色” 进入调色板进行调色。

具体代码请参考我上传的工程代码。

参考链接：

杨朝霞，逯峰，图像处理中RGB与HLS之间的转换，http://www.doc88.com/p-9991476681520.html