1、 華東交通大學(xué)理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 2存檔(cn dng)資料 成績(jī)(chngj): 華東(Hudng)交通大學(xué)理工學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書 所屬課程名稱 DSP原理與應(yīng)用 題 目 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 分 院 電 信 分 院 專業(yè)班級(jí) 通信工程 學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2015年6月24日 華東(Hudng)交通大學(xué)理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)（論文(lnwn)）任務(wù)書專業(yè)(zhuny)： 12通信工程 學(xué)號(hào)： 姓名： 一、課程設(shè)計(jì)（論文）題目： 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、課程設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求：（1） 學(xué)會(huì)如何使用CCS軟件。1、學(xué)會(huì)如何使用CCS軟件。 （2） 識(shí)別各種CCS軟件中各元

2、件及其圖形表示和文字號(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。 課程設(shè)計(jì)（論文(lnwn)）評(píng)閱意見序號(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4工作量飽滿評(píng)價(jià)5設(shè)計(jì)中創(chuàng)新性評(píng)價(jià)6論文書寫規(guī)范化評(píng)價(jià)7綜合應(yīng)用能力評(píng)價(jià)8綜合評(píng)定登記 評(píng)閱(pngyu)人 2015年 月 日 摘 要本設(shè)計(jì)是一個(gè)通過(guò)DSP芯片加上程序設(shè)計(jì)來(lái)完成對(duì)圖像的處理，比如說(shuō)可以對(duì)圖片完成反色處理、二值化處理。這些僅僅是

3、最基礎(chǔ)的圖像處理。在本實(shí)驗(yàn)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(shí)也了解了EL試驗(yàn)箱以及DSP仿真器的用途，本課程設(shè)當(dāng)中遇到的問題挺多的，在后面的報(bào)告當(dāng)中會(huì)相應(yīng)的提出！關(guān)鍵字：DSP 圖像處理(t xin ch l) EL試驗(yàn)箱 目 錄 TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc15339 第一章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容(nirng)及要求 PAGEREF _Toc15339 1 HYPERLINK l _Toc3794 1.1設(shè)計(jì)(shj)內(nèi)容 PAGEREF _Toc3794 1 HYPERLINK l _Toc20631 1.2設(shè)計(jì)(shj)要求

4、PAGEREF _Toc20631 1 HYPERLINK l _Toc12040 第二章 程序設(shè)計(jì)原理 PAGEREF _Toc12040 2 HYPERLINK l _Toc28394 2.1 設(shè)計(jì)總流程圖如下： PAGEREF _Toc28394 2 HYPERLINK l _Toc2649 2.2 數(shù)字圖像處理的基本原理 PAGEREF _Toc2649 2 HYPERLINK l _Toc8377 2.3數(shù)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(shè)計(jì)步驟 PAGEREF _Toc13613 6 HYPERLINK l _Toc13595 第四章 源代碼 PAGEREF _Toc13595 9 HYPERLINK l _Toc31156 第五章 設(shè)計(jì)心得 PAGEREF _Toc31156 11 HYPERLINK l _Toc26992 參考文獻(xiàn) PAGERE

6、F _Toc26992 12 第 頁(yè) 第一章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容(nirng)及要求 1.1設(shè)計(jì)(shj)內(nèi)容 了解數(shù)字圖象(t xin)處理的基本原理 2 學(xué)習(xí)灰度圖象反色處理技術(shù) 3 學(xué)習(xí)灰度圖象二值化處理技術(shù)。 1.2設(shè)計(jì)要求 1、按照設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，學(xué)會(huì)安裝CCS軟件及USB仿真器設(shè)計(jì)。2、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)寫出設(shè)計(jì)工作小結(jié)，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程索進(jìn)行的有關(guān)步驟進(jìn)行理論分析，并對(duì)完成的設(shè)計(jì)作出評(píng)價(jià)，總結(jié)自己整個(gè)設(shè)計(jì)工作中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和收獲。 第二章 程序設(shè)計(jì)(chn x sh j)原理 2.1 設(shè)計(jì)(shj)總流程圖如下：2.2 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

7、進(jìn)行處理的過(guò)程。圖像處理最早出現(xiàn)(chxin)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。 2.3數(shù)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(jìn)行處理，涉及計(jì)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(shù)，將空間域的

8、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）。目前新興研究的小波變換在時(shí)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(yīng)用。 （2）圖像(t xin)編碼壓縮：圖像編碼壓縮技術(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。編碼是壓縮技術(shù)中最重要的方法，它在圖像處理技術(shù)中是發(fā)展最早且比較成熟的技術(shù)。 （3）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)

9、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。圖像復(fù)原要求對(duì)圖像降質(zhì)的原因有一定的了解，一般講應(yīng)根據(jù)(gnj)降質(zhì)過(guò)程建立“降質(zhì)模型(mxng)”，再采用某種濾波方法，恢復(fù)或重建原來(lái)的圖像。 （4）圖像分割：圖像分割是數(shù)字圖像處理中的關(guān)鍵技術(shù)之一。圖像分割是將圖像中有意義的特征部分提取出來(lái)，其有意義的特征有圖像中的邊緣、區(qū)域等，這是進(jìn)一步進(jìn)行圖像識(shí)別、分析和理解的基礎(chǔ)。雖然目前已研究出不少邊緣提取、區(qū)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(duì)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(diǎn)之一。 （5）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)域描述兩類方法。對(duì)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(fā)展，已經(jīng)開始進(jìn)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(shí)別）：圖像分類（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。圖像分類常采用經(jīng)典的模式識(shí)別方法，有統(tǒng)計(jì)模式分類和句法（結(jié)構(gòu)）模式分類，近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的模糊模式識(shí)別和人工

11、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式分類在圖像識(shí)別中也越來(lái)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(zhuǎn)化成為灰度圖像的過(guò)程成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中值可取，這樣一個(gè)像素點(diǎn)可以有1600多萬(wàn)（255*255*255）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，其一個(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用兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

12、（1）使求出每個(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。 （2）根據(jù)YUV的顏色空間中，Y的分量的物理意義是點(diǎn)的亮度，由該值反映亮度等級(jí)，根據(jù)RGB和YUV顏色空間的變化關(guān)系可建立亮度Y與R、G、B三個(gè)顏色分量的對(duì)應(yīng)：Y=0.3R+0.59G+0.11B，以這個(gè)亮度值表達(dá)圖像的灰度值。 2.4圖像(t xin)的反色原理 對(duì)于彩色圖像的R、G、B各彩色分量取反的技術(shù)(jsh)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，而二值化后的物體連通域圖像可以是白色的，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

13、根據(jù)背景和物體連通域兩種顏色(yns)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。2.5 灰度圖像二值化原理及意義 作為一種高效智能的人機(jī)交互手段，身份證的快速識(shí)別技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用于公民身份核查、暫住人口調(diào)查、旅店業(yè)登記核查、罪犯追逃等公安業(yè)務(wù)當(dāng)中，大大提高了工作人員的錄入速度，減少了用戶的等待時(shí)間，提高了工作效率。由于身份證圖像背景復(fù)雜，由激光防偽陰影網(wǎng)格線及各種版面噪聲構(gòu)成；且因激光防偽標(biāo)志和打印條件的千差萬(wàn)別，再加上身份證圖像質(zhì)量偏差，給身份證的字符識(shí)別帶來(lái)了很大的困難。必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理，除去大量的噪聲信號(hào)，才能更好的進(jìn)行字符的定位、分割，以及識(shí)別。而二值化是預(yù)處理中非常重要的一

14、步，也是最為關(guān)鍵的一步，它直接影響到OCR 系統(tǒng)的性能。研究者在分析和討論了多種圖像二值化的優(yōu)缺點(diǎn)后，在吸取各種方法優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)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(dòng)態(tài)自適應(yīng)的二值化方法。 圖像二值化是圖像處理中的一項(xiàng)基本技術(shù)，也是很多圖像處理技術(shù)的預(yù)處理過(guò)程。在顆粒分析、模式識(shí)別技術(shù)、光學(xué)字符識(shí)別(OCR)、醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)可視化中的切片配準(zhǔn)等應(yīng)用中，圖像二值化是它們進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理的重要技術(shù)。由于圖像二值化過(guò)程將會(huì)損失原圖像的許多有用信息，因此在進(jìn)行二值化預(yù)處理過(guò)程中，能否保留原圖的主要特征非常關(guān)鍵。在不同的應(yīng)用中，圖像二值化時(shí)閾值的選擇是不同的。因此，自適應(yīng)圖像閾值的選取方法非常

15、值得研究。研究者對(duì)圖像二值化方法進(jìn)行了討論，在此基礎(chǔ)上提出了一個(gè)新的圖像二值化算法。該算法基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)理論，較好地保留了圖像二值化時(shí)原圖的邊緣特征。 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，也就是將整個(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)，圖像的集合性質(zhì)只與像素值為0或255的點(diǎn)的

16、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。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(qū)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(diǎn)被排除在物體區(qū)域以外，灰度值為0，表示背景或者例外的物體區(qū)域。如果某特定物體在內(nèi)部有均勻一致的灰度值，并且其處在一個(gè)具有其他等級(jí)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(xiàn)不在灰度值上（比如紋理不同），可以將這個(gè)差別特征轉(zhuǎn)換為灰度的差別，然后利用閥值選取技術(shù)來(lái)分割該圖像。動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)閥值實(shí)現(xiàn)圖像的二值化可動(dòng)態(tài)觀察其分割圖像的具體結(jié)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(shè)計(jì)(chn x sh j)步驟 1、首先，在PC機(jī)的D盤新建目錄“tu”，并把“l(fā)ena64.bmp”拷貝到該目錄下。然后啟動(dòng)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(gè)“i=0”處設(shè)置三個(gè)斷點(diǎn)；（如下圖所示）；單擊“Run”，程序運(yùn)行到第一個(gè)斷點(diǎn)(dun din)處停止；用View/Graph/Image打開一個(gè)圖形(tx

18、ng)觀察窗口，以觀察程序載入的“l(fā)ena64.bmp”圖像(t xin)，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；單擊“Run”，程序運(yùn)行到第一個(gè)斷點(diǎn)(dun din)處停止；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，觀察到原圖象經(jīng)反色處理(chl)后的結(jié)果圖象；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，觀察到原圖象經(jīng)二值化處理后的結(jié)果(ji gu)圖象，本程序中，二值化處理閥值設(shè)為128關(guān)閉各窗口，本實(shí)驗(yàn)(shyn)結(jié)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(jié)的頭文件給過(guò)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(shè)計(jì)(shj)心得 這個(gè)學(xué)期做過(guò)7次CCS的仿真實(shí)驗(yàn)。對(duì)于一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，我并不是很適應(yīng)。但是在同學(xué)的幫助(bngzh)下，然后通過(guò)上網(wǎng)查找資料，結(jié)合實(shí)驗(yàn)課本我開始慢慢進(jìn)入狀態(tài)。 漸漸地，我能夠較為順利的建立好仿真模型圖。當(dāng)然這期間經(jīng)歷過(guò)很多失敗。我的基礎(chǔ)本來(lái)也不是很扎實(shí)，所以這些對(duì)我來(lái)說(shuō)，需要花更多的時(shí)間去調(diào)試。最后能夠把自己的照片處理成符