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多颜色识别实验

前言​

在上一章节中，已经了解了如何在CanMV下使用image模块实现单一颜色识别的方法，本章将通过多颜色识别实验，介绍如何使用CanMV的find_blobs()方法实现多颜色识别功能。在本实验中，我们将摄像头捕获的图像进行处理，查找图像中所有符合目标的色块，并将结果绘制并显示到显示器上。通过本章的学习，读者将学习到如何在CanMV下使用find_blobs()方法实现多颜色识别的功能。

Image模块介绍​

概述​

Image类是机器视觉处理中的基础对象。此类支持从Micropython GC、MMZ、系统堆、VB区域等内存区域创建图像对象。此外，还可以通过引用外部内存直接创建图像（ALLOC_REF）。未使用的图像对象会在垃圾回收时自动释放，也可以手动释放内存。

支持的图像格式如下：

  • BINARY
  • GRAYSCALE
  • RGB565
  • BAYER
  • YUV422
  • JPEG
  • PNG
  • ARGB8888（新增）
  • RGB888（新增）
  • RGBP888（新增）
  • YUV420（新增）

支持的内存分配区域：

  • ALLOC_MPGC：Micropython管理的内存
  • ALLOC_HEAP：系统堆内存
  • ALLOC_MMZ：多媒体内存
  • ALLOC_VB：视频缓冲区
  • ALLOC_REF：使用引用对象的内存，不分配新内存

API描述​

‌Python中的Image模块是一个强大的图像处理工具，它提供了一系列函数和方法，可以用于图像元素绘制、图像滤波、图像特征检测、色块追踪、图像对比和码识别等。由于image模块功能强大，需要介绍的内容也比较多，因此本章仅介绍image模块中find_blobs()方法的使用。

有关find_blobs()方法的介绍，请见单颜色识别实验的find_blobs()方法介绍

更多用法请阅读官方API手册：

链接

硬件设计​

例程功能​

  1. 获取摄像头输出的图像，并使用image模块的find_blobs()方法查找图像上所有的目标色块并标记出来，最后将图像显示在LCD上，和上一章实验不同的是，我们这里需要使用for循环遍历其他颜色值，实现多颜色识别的功能。

硬件资源​

  1. 本章实验内容，主要讲解image模块的使用，无需关注硬件资源。

原理图​

本章实验内容，主要讲解image模块的使用，无需关注原理图。

实验代码​

import time, os, sys
from media.sensor import *  # 导入sensor模块，使用摄像头相关接口
from media.display import * # 导入display模块，使用display相关接口
from media.media import *   # 导入media模块，使用meida相关接口

# 颜色识别阈值(l_lo, l_hi, a_lo, a_hi, b_lo, b_hi)即LAB模型，对应 LAB 色彩空间中的 L、A 和 B 通道的最小和最大值
# 下面的阈值元组是用来识别红、绿、蓝三种颜色，你可以根据使用场景调整提高识别效果。
thresholds = [(0, 80, 20, 127, -10, 30), # 红色
              (0, 80, -120, -10, 0, 30), # 绿色
              (0, 80, 0, 90, -128, -20)] # 蓝色

color = [(255,0,0), (0,255,0), (0,0,255)]

try:
    sensor = Sensor(width=1280, height=960) # 构建摄像头对象
    sensor.reset()  # 复位和初始化摄像头
    sensor.set_framesize(Sensor.VGA)    # 设置帧大小VGA(640x480)，默认通道0
    sensor.set_pixformat(Sensor.RGB565) # 设置输出图像格式，默认通道0

    # 初始化LCD显示器，同时IDE缓冲区输出图像,显示的数据来自于sensor通道0。
    Display.init(Display.ST7701, width=640, height=480, fps=90, to_ide=True)
    MediaManager.init() # 初始化media资源管理器
    sensor.run() # 启动sensor
    clock = time.clock() # 构造clock对象

    while True:
        os.exitpoint() # 检测IDE中断
        clock.tick()   # 记录开始时间（ms）
        img = sensor.snapshot() # 从通道0捕获一张图

        for i in range(3):
            blobs = img.find_blobs([thresholds[i]], pixels_threshold=200) # 0,1,2分别表示红，绿，蓝色。
            for blob in blobs:
                img.draw_rectangle(blob[0], blob[1], blob[2], blob[3], color=color[i], thickness=4)

        # 显示图片
        Display.show_image(img)
        print(clock.fps()) # 打印FPS

# IDE中断释放资源代码
except KeyboardInterrupt as e:
    print("user stop: ", e)
except BaseException as e:
    print(f"Exception {e}")
finally:
    # sensor stop run
    if isinstance(sensor, Sensor):
        sensor.stop()
    # deinit display
    Display.deinit()
    os.exitpoint(os.EXITPOINT_ENABLE_SLEEP)
    time.sleep_ms(100)
    # release media buffer
    MediaManager.deinit()

可以看到一开始是先初始化了LCD和摄像头。接着在一个循环中不断地获取摄像头输出的图像，因为获取到的图像就是Image对象，因此可以直接调用image模块为Image对象提供的各种方法，然后将图像里所有符合目标的色块标记出来，最后在LCD显示处理好后的图像。

运行验证​

将K230D BOX开发板连接CanMV IDE，并点击CanMV IDE上的“开始(运行脚本)”按钮后，可以看到LCD上实时地显示这摄像头采集到的画面，如下图所示：

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