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工程科技与产业发展
科技经济导刊 2016.36 期
浅谈摄像头颜色识别技术
孙济远
（大连市第三十六中学 辽宁 大连 116011）
在当今主流社会，自动化已经成为社会发展趋势，
同时也体现了国家科技发展水平，机器视觉作为机器人
的眼睛，则显得尤为重要。作为一个当代大学生，我们
有责任有义务去学习新的知识，建设我们伟大的祖国。
依托着大学生创新训练国家级立项的基础，我们小组对
摄像头颜色识别进行了研究。我们的项目名称是“颜色
识别分拣机器人”，项目分为软件和硬件两部分，软件
部分主要研究的是 ov7670 摄像头，用 STM32 单片机对
摄像头处理进行颜色识别，然后进行智能分拣的目的。
1 ov7670 摄像头颜色识别技术
1.1RGB 颜色空间
根据三基色原理，用基色光单位来表示光的量，则
在 RGB 颜色空间，任意色光 F 都可以用 R、G、B 三
色 不 同 分 量 的 相 加 混 合 而 成：F ＝ r[R]+g[G]+b[B]。
RGB 颜色空间还可以用一个三维的立方体来描述，这
个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，是目
前运用最广的颜色系统之一。
1.2 摄像头研究
最重要的就是对它的时序和寄存器进行研究，拿
ov7670 摄像头来举例。在配置好单片机的引脚之后，
ov7670 摄像头与单片机的数据交互过程中，有一个
SCCB 通信协议，时序如图 1 所示。
图 1 SCCB 时序图
摄像头进行的是串行通信，串行摄像头控制总线
（SCCB）可以通过对摄像头寄存器进行读写，这样
就能对摄像头的输出图像进行控制。SCCB 分为两根
线，分别为串行时钟线 SIO C 和串行数据线 SIO D, 在
SCCB 协议中，开始接受数据是当 SIO C 为高电平时，
SIO D 出现一个下降则其开始传输，停止接收数据是
当 SIO C 为高电平时，SIO D 出现一个上升沿，这样
SCCB 就停止了数据传输。特别注意的是除了数据开始
和结束这两个状态，在数据传输的过程中，当 SIO C 为
高电平时，同时也要保证 SIO D 上的数据稳定，否则它
的时序就混乱，SIO D 里面的数据只能在 SIO C 是低
电平的时候改变。
在数据传输后还要注意图像大小的定义时序，单片
机的处理速度也取决于处理的数据量的多少，在本项目
中，STM32 单片机的最高产生频率为 72Mhz，所以对
于处理摄像头数据本身有点慢，就需减少其处理量来挺
高运行速度，所以我们采用 QVGA 这种模式，在一幅
完整的图像中，单片机的数据存储是以图像的左上角为
起点进行处理，然后读取下一个点，依次进行，直到触
发行中断，跳转到下一行进行处理。当整张图像处理完
毕后会触发场中断，这样一幅完整的图像也就处理完成
了，也称一帧图像。
Ov7670 摄像头采集的是颜色的 RGB 值，但这种方
式也有很多种数据存储方式，在这里我们进行 RGB565
的存储，时序如图 2 所示。
图 2 RGB 时序
数据中R,G,B都是由0 ～ 255 组成，一个点的
RGB 值 若是（255,0,0）则 是红色，（0,255,0） 为 绿
色，（0,0,255）为蓝色，所以在整个识别的过程中，
每一个点的颜色值都是由 RGB 三个值的不同组合而成
的。在 16 位数据的分配上，R 值占 5 位，G 值占 6 位，
B 占值 5 位。这样能够充分的保持住颜色的本真。
数据是以 RGB565 的形式从摄像头中传出来的，在
单片机中，还需要算法进行提取，将 16 位的数据进行
移位，与，或和非运算进行处理。 ( 下转 P58)
摘 要：
随着社会的发展，自动化已经成为一个必然趋势，而作为眼睛的摄像头的作用也凸显出来，摄
像头颜色识别也做为其中的重要领域而变得重要起来，coms 摄像头 ov7670 的学习也是很重要的，本文从
摄像头颜色识别技术本身和颜色识别在其他领域的前景作出探究。
关键词：
颜色识别；ov7670；时序图
中图分类号：
S771.5+4
文献标识码：
C
文章编号：
2096-1995(2016)36-0062-02
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