单片机程序设计图像处理秘籍：赋予单片机视觉能力

# 1. 单片机图像处理概述**

单片机图像处理是指利用单片机对图像进行采集、处理和分析的过程。与传统计算机相比，单片机具有体积小、功耗低、成本低等特点，使其非常适合于嵌入式系统中图像处理任务的实现。

图像处理在单片机系统中有着广泛的应用，例如：物体识别、图像跟踪、人脸检测等。通过对图像的采集、增强、分割、特征提取等处理，单片机可以从图像中提取有用的信息，并用于控制、决策等任务。

单片机图像处理技术的不断发展，为嵌入式系统提供了强大的图像处理能力，极大地拓展了其应用范围。

# 2. 图像处理理论基础

### 2.1 图像基本概念和表示

#### 2.1.1 像素、图像尺寸和色彩空间

**像素：**
图像由称为像素的小方块组成。每个像素表示图像中一个特定位置的颜色或亮度。

**图像尺寸：**
图像尺寸由像素数决定，通常以宽度和高度表示，例如 640x480。

**色彩空间：**
色彩空间定义了表示图像中颜色的方式。常见的色彩空间包括：
- **RGB：**红、绿、蓝
- **HSV：**色调、饱和度、亮度
- **YCbCr：**亮度、色度差

#### 2.1.2 图像格式和文件类型

**图像格式：**
图像格式指定了图像数据的存储方式。常见格式包括：
- **JPEG：**有损压缩，适用于照片
- **PNG：**无损压缩，适用于图形
- **BMP：**未压缩，适用于高分辨率图像

**文件类型：**
文件类型与图像格式相关，例如：
- **.jpg：** JPEG 格式
- **.png：** PNG 格式
- **.bmp：** BMP 格式

### 2.2 图像处理算法

#### 2.2.1 图像增强

图像增强算法旨在改善图像的可视性或突出特定特征。常见算法包括：
- **对比度增强：**调整图像的亮度范围
- **锐化：**增强图像的边缘
- **去噪：**去除图像中的噪声

#### 2.2.2 图像分割

图像分割算法将图像分割成不同区域，每个区域代表不同的对象或区域。常见算法包括：
- **阈值分割：**根据像素亮度将图像分割为二值图像
- **区域生长：**从种子点开始，逐步将相邻像素添加到区域中
- **边缘检测：**检测图像中的边缘，然后使用边缘信息进行分割

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