DSP課設(shè)--數(shù)字圖像處理教學(xué)文稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DSP課設(shè)-數(shù)字圖像處理存檔資料成績(jī)：華東交通大學(xué)理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)所屬課程名稱(chēng)DSP原理與應(yīng)用題目數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分院電信分院專(zhuān)業(yè)班級(jí)11級(jí)通信工程1班學(xué)號(hào)20110210420106學(xué)生姓名白貴娥指導(dǎo)教師李杰2014年6月18日華東交通大學(xué)理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)專(zhuān)業(yè)11通信工程班級(jí)1班姓名白貴娥一、課程設(shè)計(jì)（論文）題目數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)（論文）工作：自2014年6月9日起至2014年6月18日止。三、課程設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容要求：1、學(xué)會(huì)如何使用CCS軟件。2、識(shí)別各

2、種CCS軟件中各元件及其圖形表示和文字符號(hào)。3、掌握C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的編程思想以及它們的基本使用規(guī)則。4、熟練掌握數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的工作原理，并讀懂源程序。5、按照編輯、編譯、調(diào)試、運(yùn)行的正確步驟，并正確進(jìn)行編譯和調(diào)試。6、學(xué)會(huì)分析運(yùn)行結(jié)果圖。學(xué)生簽名：(白貴娥)2014年6月18日序號(hào)項(xiàng)目等級(jí)優(yōu)秀良好中等及格不及格1課程設(shè)計(jì)態(tài)度評(píng)價(jià)2出勤情況評(píng)價(jià)3任務(wù)難度評(píng)價(jià)4工作量飽滿評(píng)價(jià)5任務(wù)難度評(píng)價(jià)6設(shè)計(jì)中創(chuàng)新性評(píng)價(jià)7論文書(shū)寫(xiě)規(guī)范化評(píng)價(jià)8綜合應(yīng)用能力評(píng)價(jià)綜合評(píng)定等級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱意見(jiàn)評(píng)閱人職稱(chēng)20年月日目錄TOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc390951322課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)P

3、AGEREF_Toc390951322h2HYPERLINKl_Toc390951323第一章課程設(shè)計(jì)目的PAGEREF_Toc390951323h5HYPERLINKl_Toc390951324第2章設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路PAGEREF_Toc390951324h6HYPERLINKl_Toc3909513252.1數(shù)字圖像處理的基本原理PAGEREF_Toc390951325h6HYPERLINKl_Toc3909513262.2灰度圖像反色處理技術(shù)PAGEREF_Toc390951326h7HYPERLINKl_Toc3909513272.3灰度圖像二值化處理技術(shù)PAGEREF_Toc390951

4、327h7HYPERLINKl_Toc390951328第3章程序清單PAGEREF_Toc390951328h9HYPERLINKl_Toc390951330第4章CCS數(shù)字圖像處理步驟PAGEREF_Toc390951330h11HYPERLINKl_Toc3909513314.1CCS軟件處理步驟PAGEREF_Toc390951331h11HYPERLINKl_Toc3909513324.2數(shù)字圖像處理仿真圖PAGEREF_Toc390951332h11HYPERLINKl_Toc390951333第5章課程設(shè)計(jì)心得PAGEREF_Toc390951333h13HYPERLINKl_T

5、oc390951334第6章參考文獻(xiàn)PAGEREF_Toc390951334h14第一章課程設(shè)計(jì)目的本課程設(shè)計(jì)有如下目的：1、了解數(shù)字圖像處理的基本原理；2、學(xué)習(xí)灰度圖像反色處理技術(shù)；3、學(xué)習(xí)灰度圖像二值化處理技術(shù)；4、學(xué)會(huì)如何使用CCS軟件。5、識(shí)別各種CCS軟件中各元件及其圖形表示和文字符號(hào)。6、掌握C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的編程思想以及它們的基本使用規(guī)則。7、熟練掌握數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的工作原理，并讀懂源程序。8、按照編輯、編譯、調(diào)試、運(yùn)行的正確步驟，并正確進(jìn)行編譯和調(diào)試。9、學(xué)會(huì)分析運(yùn)行結(jié)果圖。第2章設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路2.1數(shù)字圖像處理的基本原理數(shù)字圖像處理是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其

6、進(jìn)行處理的過(guò)程。圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)的電子計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一定水平，人們開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)來(lái)處理圖形和圖像信息。數(shù)字圖像處理作為一門(mén)學(xué)科大約形成于20世紀(jì)60年代初期。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量，它以人為對(duì)象，以改善人的視覺(jué)效果為目的。圖像處理中，輸入的是質(zhì)量低的圖像，輸出的是改善質(zhì)量后的圖像，常用的圖像處理方法有圖像增強(qiáng)、復(fù)原、編碼、壓縮等。數(shù)字圖像處理常用方法：采用圖像變換的方法，如傅立葉變換、沃爾什變換、離散余弦變換等間接處理技術(shù)，將空間域的處理轉(zhuǎn)換為變換域處理，不僅可減少計(jì)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(jìn)行數(shù)字濾波處理）。圖像編碼壓縮：圖

7、像編碼壓縮技術(shù)可減少描述圖像的數(shù)據(jù)量（即比特?cái)?shù)），以便節(jié)省圖像傳輸、處理時(shí)間和減少所占用的存儲(chǔ)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(jìn)行。圖像增強(qiáng)和復(fù)原：圖像增強(qiáng)和復(fù)原的目的是為了提高圖像的質(zhì)量，如去除噪聲，提高圖像的清晰度等。圖像增強(qiáng)不考慮圖像降質(zhì)的原因，突出圖像中所感興趣的部分。如強(qiáng)化圖像高頻分量，可使圖像中物體輪廓清晰，細(xì)節(jié)明顯；如強(qiáng)化低頻分量可減少圖像中噪聲影響。圖像描述：圖像描述是圖像識(shí)別和理解的必要前提。作為最簡(jiǎn)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(qū)域描述兩類(lèi)方法。對(duì)于特殊的紋理圖像可采用二維紋理特征

8、描述。圖像分類(lèi)（識(shí)別）：圖像分類(lèi)（識(shí)別）屬于模式識(shí)別的范疇，其主要內(nèi)容是圖像經(jīng)過(guò)某些預(yù)處理（增強(qiáng)、復(fù)原、壓縮）后，進(jìn)行圖像分割和特征提取，從而進(jìn)行判決分類(lèi)。2.2灰度圖像反色處理技術(shù)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，灰度數(shù)字圖像是每個(gè)像素只有一個(gè)采樣顏色的圖像。這類(lèi)圖像通常顯示為從最暗黑色到最亮的白色的灰度，盡管理論上這個(gè)采樣可以任何顏色的不同深淺，甚至可以是不同亮度上的不同顏色。灰度圖像與黑白圖像不同，在計(jì)算機(jī)圖像領(lǐng)域中黑白圖像只有黑色與白色兩種顏色；灰度圖像在黑色與白色之間還有許多級(jí)的顏色深度。但是，在數(shù)字圖像領(lǐng)域之外，“黑白圖像”也表示“灰度圖像”，例如灰度的照片通常叫做“黑白照片”。在一些關(guān)于數(shù)字圖像的

9、文章中單色圖像等同于灰度圖像，在另外一些文章中又等同于黑白圖像。得到過(guò)程：灰度圖像經(jīng)常是在單個(gè)電磁波頻譜如可見(jiàn)光內(nèi)測(cè)量每個(gè)像素的亮度得到的。用于顯示的灰度圖像通常用每個(gè)采樣像素8位的非線性尺度來(lái)保存，這樣可以有256級(jí)灰度。這種精度剛剛能夠避免可見(jiàn)的條帶失真，并且非常易于編程。在醫(yī)學(xué)圖像與遙感圖像這些技術(shù)應(yīng)用中經(jīng)常采用更多的級(jí)數(shù)以充分利用每個(gè)采樣10或12位的傳感器精度，并且避免計(jì)算時(shí)的近似誤差。在這樣的應(yīng)用領(lǐng)域每個(gè)采樣16位即65536級(jí)得到流行。對(duì)于圖像的R、G、B各彩色分量取反的技術(shù)就是圖像的反色處理，這在處理二值化圖像的連通區(qū)域選取的時(shí)候非常重要。如物體連通域用黑色表示，而二值化后的物

10、體連通域圖像可那是白色的，而背景是黑色的，這時(shí)應(yīng)手動(dòng)選取圖像的反色處理或有程序根據(jù)背景和物體連通域兩種顏色的數(shù)量所占比例而自動(dòng)選擇是否選擇選取圖像的反色處理。2.3灰度圖像二值化處理技術(shù)灰度圖像是指只含亮度信息，不含色彩信息的圖像。將彩色圖像轉(zhuǎn)化成為灰度圖像的過(guò)程稱(chēng)為圖像的灰度化處理。彩色圖像中的每個(gè)像素的顏色有R、G、B三個(gè)分量決定，而每個(gè)分量有255種值可取，這樣一個(gè)像素點(diǎn)可以有1600多萬(wàn)的顏色的變化范圍。而灰度圖像是R、G、B三個(gè)分量相同的一種特殊的彩色圖像，一個(gè)像素點(diǎn)的變化范圍為255種，所以在數(shù)字圖像處理中一般先將各種格式的圖像轉(zhuǎn)變成灰度圖像以使后續(xù)的圖像的計(jì)算量變得少一些?；叶葓D

11、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(jí)的分布和特征。圖像的灰度化處理可先求出每個(gè)像素點(diǎn)的R、G、B三個(gè)分量的平均值，然后將這個(gè)平均值賦予給這個(gè)像素的三個(gè)分量。圖像的二值化處理就是將圖像上的點(diǎn)的灰度置為0或255，也就是使整個(gè)圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果。即將256個(gè)亮度等級(jí)的灰度圖像通過(guò)適當(dāng)?shù)拈y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(shù)字圖像處理中，二值圖像占有非常重要的地位，特別是在實(shí)用的圖像處理中，以二值圖像處理實(shí)現(xiàn)而構(gòu)成的系統(tǒng)是很多的，要進(jìn)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(duì)圖像做進(jìn)一步處理時(shí)，圖像的

12、集合性質(zhì)只與像素的值為0或255的點(diǎn)的位置有關(guān)，不再涉及像素的多級(jí)值，使處理變得簡(jiǎn)單，而且數(shù)據(jù)的處理和壓縮量小。二值圖像在圖像分析中應(yīng)用非常廣泛，二值圖像就是指只有兩個(gè)灰度級(jí)的圖像，二值圖像具有存儲(chǔ)空間小，處理速度快，可以方便地對(duì)圖像進(jìn)行布爾邏輯運(yùn)算等特點(diǎn)。更重要的是，在二值圖像的基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)一步對(duì)圖像處理，獲得該圖像的一些幾何特征或者其他更多特征。第3章程序清單數(shù)字圖像處理程序如下所示：#includemath.h#includestdio.h#defineIMAGE_WIDTH64#defineIMAGE_HEIGTH64main()FILE*fi;inti,j,k;intyIMAGE

13、_HEIGTHIMAGE_WIDTH;unsignedcharid64;Sys_Initial();k=128;/*kisThresholdValue*/fi=fopen(D:TuLena64.bmp,rb);for(i=0;i=16;i+)/把BMP格式的前16*64字節(jié)的頭文件給過(guò)掉fread(char*)id,sizeof(char),IMAGE_WIDTH,fi);for(i=0;iIMAGE_HEIGTH;i+)fread(char*)id,sizeof(char),IMAGE_WIDTH,fi);for(j=0;jIMAGE_WIDTH;j+)yij=idj;fclose(fi);

14、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4章CCS數(shù)字圖像處理步驟4.1CCS軟件處理步驟啟動(dòng)CCS2.0用Project/Open打開(kāi)“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”；在源程序“exp12.c”中，在三個(gè)“i=0”處設(shè)置

15、三個(gè)斷點(diǎn)，如圖1所示；單擊“Run”，程序運(yùn)行到第一個(gè)斷點(diǎn)處停止；用View/Graph/Image打開(kāi)一個(gè)圖形觀察窗口，以觀察程序載入的“Lena64.bmp”圖像，該圖像應(yīng)保存在“D：Tu”目錄中；按下圖設(shè)置該圖形觀察窗口，觀察變量y，為64*64的二維數(shù)組，如圖2所示。圖1圖24.2數(shù)字圖像處理仿真圖設(shè)置完圖形觀察窗口，可看到如圖3所示的圖像。圖3圖4單擊“Run”，程序運(yùn)行到第二個(gè)斷點(diǎn)處停止，這時(shí)可在圖形觀察窗口中，觀察到原圖像經(jīng)反色處理后的結(jié)果圖像，如圖4所示。再次單擊“Run”，程序運(yùn)行到第三個(gè)斷點(diǎn)處停止，這時(shí)可在圖形觀察窗口中，觀察到原圖像經(jīng)二值化處理后的結(jié)果圖像，本程序中，二值

16、化處理閥值設(shè)為128，如圖5所示。圖5課程設(shè)計(jì)心得本次課設(shè)是基于CCS下的DSP仿真設(shè)計(jì)，我們選擇的課題是數(shù)字圖象處理，在這里首先感謝李杰老師對(duì)我們的悉心指導(dǎo)，還要感謝韓連輝同學(xué)給與的幫助。在這短短的兩天里，通過(guò)本次課設(shè)，使我對(duì)這門(mén)課程有了心得了解和認(rèn)識(shí)。在這次可設(shè)中我也收獲到了很多東西，現(xiàn)我將課設(shè)中遇到的問(wèn)題以及自己的一點(diǎn)體會(huì)寫(xiě)下：u首先本次課程設(shè)計(jì)中需要一張?jiān)磮D片，這里的圖片不是任意的，它有特定的格式，是一個(gè)64*64后綴名為bmp的圖片，如果這里的圖片格式以及大小設(shè)置不當(dāng)，仿真出來(lái)的圖片就會(huì)嚴(yán)重失真。剛開(kāi)始我也面臨著這個(gè)問(wèn)題，不過(guò)經(jīng)過(guò)老師知道后，便迎刃而解。u其次，剛打開(kāi)CCS軟件時(shí)有時(shí)會(huì)彈出錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)多次嘗試，我們終于找到了原因所在，解決的辦法是不斷的重啟軟件，和斷，開(kāi)實(shí)驗(yàn)板電源。u最后，當(dāng)程序報(bào)錯(cuò)時(shí)，必須得好好檢查程