1、 華東交通大學理工學院課程設計報告 2存檔(cn dng)資料 成績(chngj): 華東(Hudng)交通大學理工學院課 程 設 計 報 告 書 所屬課程名稱 DSP原理與應用 題 目 數字圖像處理系統設計 分 院 電 信 分 院 專業班級 通信工程 學號 學生姓名 指導教師 2015年6月24日 華東(Hudng)交通大學理工學院 課程設計（論文(lnwn)）任務書專業(zhuny)： 12通信工程 學號： 姓名： 一、課程設計（論文）題目： 數字圖像處理系統設計 二、課程設計（論文）內容及要求：（1） 學會如何使用CCS軟件。1、學會如何使用CCS軟件。 （2） 識別各種CCS軟件中各元

2、件及其圖形表示和文字號。 （3） 掌握C語言和匯編語言的編程思想以及它們的基本則。 （4） 熟練掌握數字圖像處理系統的工作原理，并讀懂源序。 （5） 按照編輯、編譯、調試、運行的正確步驟。并正確進行編譯和調試。（6） 學會分析運行結果圖。 課程設計（論文(lnwn)）評閱意見序號項 目等級優秀良好中等及格不及格1課程設計態度評價2出勤情況評價3任務難度4工作量飽滿評價5設計中創新性評價6論文書寫規范化評價7綜合應用能力評價8綜合評定登記 評閱(pngyu)人 2015年 月 日 摘 要本設計是一個通過DSP芯片加上程序設計來完成對圖像的處理，比如說可以對圖片完成反色處理、二值化處理。這些僅僅是

3、最基礎的圖像處理。在本實驗中，能讓我們更加的了解DSP芯片的工作原理和工作方式(fngsh)，同時也了解了EL試驗箱以及DSP仿真器的用途，本課程設當中遇到的問題挺多的，在后面的報告當中會相應的提出！關鍵字：DSP 圖像處理(t xin ch l) EL試驗箱 目 錄 TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc15339 第一章 課程設計內容(nirng)及要求 PAGEREF _Toc15339 1 HYPERLINK l _Toc3794 1.1設計(shj)內容 PAGEREF _Toc3794 1 HYPERLINK l _Toc20631 1.2設計(shj)要求

4、PAGEREF _Toc20631 1 HYPERLINK l _Toc12040 第二章 程序設計原理 PAGEREF _Toc12040 2 HYPERLINK l _Toc28394 2.1 設計總流程圖如下： PAGEREF _Toc28394 2 HYPERLINK l _Toc2649 2.2 數字圖像處理的基本原理 PAGEREF _Toc2649 2 HYPERLINK l _Toc8377 2.3數字圖像處理常用方法： PAGEREF _Toc8377 2 HYPERLINK l _Toc30143 2.3 圖像的灰度化處理的基本原理 PAGEREF _Toc30143 3

5、HYPERLINK l _Toc30641 2.4圖像的反色原理 PAGEREF _Toc30641 4 HYPERLINK l _Toc21115 2.5 灰度圖像二值化原理及意義 PAGEREF _Toc21115 4 HYPERLINK l _Toc13613 第三章 程序設計步驟 PAGEREF _Toc13613 6 HYPERLINK l _Toc13595 第四章 源代碼 PAGEREF _Toc13595 9 HYPERLINK l _Toc31156 第五章 設計心得 PAGEREF _Toc31156 11 HYPERLINK l _Toc26992 參考文獻 PAGERE

6、F _Toc26992 12 第 頁 第一章 課程設計內容(nirng)及要求 1.1設計(shj)內容 了解數字圖象(t xin)處理的基本原理 2 學習灰度圖象反色處理技術 3 學習灰度圖象二值化處理技術。 1.2設計要求 1、按照設計任務書要求，學會安裝CCS軟件及USB仿真器設計。2、根據設計任務寫出設計工作小結，對設計過程索進行的有關步驟進行理論分析，并對完成的設計作出評價，總結自己整個設計工作中的經驗教訓和收獲。 第二章 程序設計(chn x sh j)原理 2.1 設計(shj)總流程圖如下：2.2 數字圖像處理的基本原理 數字圖像處理是指將圖像信號轉換成數字信號并利用計算機對其

7、進行處理的過程。圖像處理最早出現(chxin)于 20 世紀 50 年代，當時的電子計算機已經發展到一定水平，人們開始利用計算機來處理圖形和圖像信息。數字圖像處理作為一門學科大約形成于 20 世紀 60 年代初期。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質量，它以人為對象，以改善人的視覺效果為目的。圖像處理中，輸入的是質量低的圖像，輸出的是改善質量后的圖像，常用的圖像處理方法有圖像增強、復原、編碼、壓縮等。 2.3數字圖像處理常用方法： 圖像變換：由于圖像陣列很大，直接在空間域中進行處理，涉及計算量很大。因此，往往采用各種圖像變換的方法，如傅立葉變換、沃爾什變換、離散余弦變換等間接處理技術，將空間域的

8、處理轉換為變換域處理，不僅可減少計算量，而且可獲得更有效的處理（如傅立葉變換可在頻域中進行數字濾波處理）。目前新興研究的小波變換在時域和頻域中都具有良好的局部化特性，它在圖像處理中也有著廣泛而有效的應用。 （2）圖像(t xin)編碼壓縮：圖像編碼壓縮技術可減少描述圖像的數據量（即比特數），以便節省圖像傳輸、處理時間和減少所占用的存儲器容量。壓縮可以在不失真的前提下獲得，也可以在允許的失真條件下進行。編碼是壓縮技術中最重要的方法，它在圖像處理技術中是發展最早且比較成熟的技術。 （3）圖像增強和復原：圖像增強和復原的目的是為了提高圖像的質量，如去除噪聲，提高圖像的清晰度等。圖像增強不考慮圖像降質

9、的原因，突出圖像中所感興趣的部分。如強化圖像高頻分量，可使圖像中物體輪廓清晰，細節明顯；如強化低頻分量可減少圖像中噪聲影響。圖像復原要求對圖像降質的原因有一定的了解，一般講應根據(gnj)降質過程建立“降質模型(mxng)”，再采用某種濾波方法，恢復或重建原來的圖像。 （4）圖像分割：圖像分割是數字圖像處理中的關鍵技術之一。圖像分割是將圖像中有意義的特征部分提取出來，其有意義的特征有圖像中的邊緣、區域等，這是進一步進行圖像識別、分析和理解的基礎。雖然目前已研究出不少邊緣提取、區域分割的方法，但還沒有一種普遍適用于各種圖像的有效方法。因此，對圖像分割的研究還在不斷深入之中，是目前圖像處理中研究的

10、熱點之一。 （5）圖像描述：圖像描述是圖像識別和理解的必要前提。作為最簡單的二值圖像可采用其幾何特性描述物體的特性，一般圖像的描述方法采用二維形狀描述，它有邊界描述和區域描述兩類方法。對于特殊的紋理圖像可采用二維紋理特征描述。隨著圖像處理研究的深入發展，已經開始進行三維物體描述的研究，提出了體積描述、表面描述、廣義圓柱體描述等方法。 （6）圖像分類（識別）：圖像分類（識別）屬于模式識別的范疇，其主要內容是圖像經過某些預處理（增強、復原、壓縮）后，進行圖像分割和特征提取，從而進行判決分類。圖像分類常采用經典的模式識別方法，有統計模式分類和句法（結構）模式分類，近年來新發展起來的模糊模式識別和人工

11、神經網絡模式分類在圖像識別中也越來越受到重視。 2.3 圖像的灰度化處理的基本原理 將彩色圖像轉化成為灰度圖像的過程成為圖像的灰度化處理。彩色圖像中的每個像素的顏色有R、G、B三個分量決定，而每個分量有255中值可取，這樣一個像素點可以有1600多萬（255*255*255）的顏色的變化范圍。而灰度圖像是R、G、B三個分量相同的一種特殊的彩色圖像，其一個像素點的變化范圍為255種，所以在數字圖像處理中一般先將各種格式的圖像轉變成灰度圖像以使后續的圖像的計算量變得少一些。灰度圖像的描述與彩色圖像一樣仍然反映了整幅圖像的整體和局部的色度和亮度等級的分布和特征。圖像的灰度化處理可用兩種方法來實現。

12、（1）使求出每個像素點的R、G、B三個分量的平均值，然后將這個平均值賦予給這個像素的三個分量。 （2）根據YUV的顏色空間中，Y的分量的物理意義是點的亮度，由該值反映亮度等級，根據RGB和YUV顏色空間的變化關系可建立亮度Y與R、G、B三個顏色分量的對應：Y=0.3R+0.59G+0.11B，以這個亮度值表達圖像的灰度值。 2.4圖像(t xin)的反色原理 對于彩色圖像的R、G、B各彩色分量取反的技術(jsh)就是圖像的反色處理，這在處理二值化圖像的連通區域選取的時候非常重要。如物體連通域用黑色表示，而二值化后的物體連通域圖像可以是白色的，而背景是黑色的，這時應手動選取圖像的反色處理或有程序

13、根據背景和物體連通域兩種顏色(yns)的數量所占比例而自動選擇是否選擇選取圖像的反色處理。2.5 灰度圖像二值化原理及意義 作為一種高效智能的人機交互手段，身份證的快速識別技術可以廣泛的應用于公民身份核查、暫住人口調查、旅店業登記核查、罪犯追逃等公安業務當中，大大提高了工作人員的錄入速度，減少了用戶的等待時間，提高了工作效率。由于身份證圖像背景復雜，由激光防偽陰影網格線及各種版面噪聲構成；且因激光防偽標志和打印條件的千差萬別，再加上身份證圖像質量偏差，給身份證的字符識別帶來了很大的困難。必須經過預處理，除去大量的噪聲信號，才能更好的進行字符的定位、分割，以及識別。而二值化是預處理中非常重要的一

14、步，也是最為關鍵的一步，它直接影響到OCR 系統的性能。研究者在分析和討論了多種圖像二值化的優缺點后，在吸取各種方法優點的基礎上，提出了一種新的身份證掃描圖像的二值化方法嵌入式多閾值動態自適應的二值化方法。 圖像二值化是圖像處理中的一項基本技術，也是很多圖像處理技術的預處理過程。在顆粒分析、模式識別技術、光學字符識別(OCR)、醫學數據可視化中的切片配準等應用中，圖像二值化是它們進行數據預處理的重要技術。由于圖像二值化過程將會損失原圖像的許多有用信息，因此在進行二值化預處理過程中，能否保留原圖的主要特征非常關鍵。在不同的應用中，圖像二值化時閾值的選擇是不同的。因此，自適應圖像閾值的選取方法非常

15、值得研究。研究者對圖像二值化方法進行了討論，在此基礎上提出了一個新的圖像二值化算法。該算法基于數學形態學理論，較好地保留了圖像二值化時原圖的邊緣特征。 圖像的二值化處理就是將圖像上的點的灰度置為0或255，也就是將整個圖像呈現出明顯的黑白效果。即將256個亮度等級的灰度圖像通過適當的閥值選取而獲得仍然可以反映圖像整體和局部特征的二值化圖像。在數字圖像處理中，二值圖像占有非常重要的地位，特別是在實用的圖像處理中，以二值圖像處理實現而構成的系統是很多的，要進行二值圖像的處理與分析，首先要把灰度圖像二值化，得到二值化圖像，這樣子有利于再對圖像做進一步處理時，圖像的集合性質只與像素值為0或255的點的

16、位置有關，不再涉及像素的多級值，使處理變得簡單，而且數據的處理和壓縮量小。為了得到理想的二值圖像，一般采用封閉、連通的邊界定義不交疊的區域。 所有灰度大于或等于閥值的像素被判定為屬于特定物體，其灰度值為255表示，否則這些像素點被排除在物體區域以外，灰度值為0，表示背景或者例外的物體區域。如果某特定物體在內部有均勻一致的灰度值，并且其處在一個具有其他等級灰度值的均勻背景下，使用閥值法就可以得到比較的分割效果。如果物體同背景的差別表現不在灰度值上（比如紋理不同），可以將這個差別特征轉換為灰度的差別，然后利用閥值選取技術來分割該圖像。動態調節閥值實現圖像的二值化可動態觀察其分割圖像的具體結果。 原

17、圖(yun t) 灰度化后 反色處理(chl)后 二值化處理后 第三章 程序設計(chn x sh j)步驟 1、首先，在PC機的D盤新建目錄“tu”，并把“lena64.bmp”拷貝到該目錄下。然后啟動CCS 2.0用Project/Open打開“Exp12_cpu1” 目錄下“exp12.pjt”工程文件；并雙擊“exp12.pjt”及“Source”可查看源程序；并加載“exp12.out”； 2、在源程序“exp12.c”中，在三個“i=0”處設置三個斷點；（如下圖所示）；單擊“Run”，程序運行到第一個斷點(dun din)處停止；用View/Graph/Image打開一個圖形(tx

18、ng)觀察窗口，以觀察程序載入的“lena64.bmp”圖像(t xin)，該圖像應保存在“D：Tu”目錄中；按下圖設置該圖形觀察窗口，觀察變量y，為64*64的二維數組；單擊“Run”，程序運行到第一個斷點(dun din)處停止；單擊“Run”，程序運行到第二個斷點處停止，這時可在圖形觀察窗口中，觀察到原圖象經反色處理(chl)后的結果圖象；單擊“Run”，程序運行到第三個斷點處停止；這時可在圖形觀察窗口中，觀察到原圖象經二值化處理后的結果(ji gu)圖象，本程序中，二值化處理閥值設為128關閉各窗口，本實驗(shyn)結束。第四章 源代碼#include math.h#include

19、stdio.h#define IMAGE_WIDTH 64#define IMAGE_HEIGTH 64 main()FILE *fi;int i,j,k;int yIMAGE_HEIGTHIMAGE_WIDTH;unsigned char id64;Sys_Initial();k=128; /*k is Threshold Value*/fi=fopen(D:TuLena64.bmp,rb);for (i=0; i=16; i+) /把BMP格式(g shi)的前16*64字節的頭文件給過掉fread(char *)id,sizeof(char),IMAGE_WIDTH,fi);for (i

20、=0; iIMAGE_HEIGTH; i+)fread(char *)id,sizeof(char),IMAGE_WIDTH,fi);for (j=0; jIMAGE_WIDTH; j+)yij=idj;fclose(fi);i=0;for (i=0; iIMAGE_HEIGTH; i+)for (j=0; jIMAGE_WIDTH; j+)yij = (255-yij);i=0;for (i=0; iIMAGE_HEIGTH; i+)for (j=0; jIMAGE_WIDTH; j+)yij = 255*(255-yij)/k);i=0;i=0; 第五章 設計(shj)心得 這個學期做過7次CCS的仿真實驗。對于一個新的實驗內容，我并不是很適應。但是在同學的幫助(bngzh)下，然后通過上網查找資料，結合實驗課本我開始慢慢進入狀態。 漸漸地，我能夠較為順利的建立好仿真模型圖。當然這期間經歷過很多失敗。我的基礎本來也不是很扎實，所以這些對我來說，需要花更多的時間去調試。最后能夠把自己的照片處理成符