《基于DSP的图像处理》-dsp课程设计.doc

《基于DSP的图像处理》 DSP课程设计报告 学 号： 班 级： 姓 名： 同组姓名： 指导教师： 2012年9月13日 目 录 1课程设计目的………………………………………………1 2课程设计题目背景描述和要求……………………………1 3课程设计报告内容…………………………………………1 4总结…………………………………………………………4 5参考文献……………………………………………………4 6附录…………………………………………………………5 1.课程设计目的 利用软件CCS实现以下功能：1、根据图像灰度等级对图像进行不同的旋转；2、对图像进行二值化处理 2.课程设计题目背景描述和要求 图像处理主要是指对原始图像进行加工，使其具有更好的视觉效果或满足某些特定场合的应用要求。由于图像具有信息量大、某些场合下对实时性要求较高的特点，所以对处理芯片的运算速度有较高要求。DSP芯片具有运算速度快，数据吞吐率高等优点，故在图像处理中得到广泛应用。 本课题利用软件CCS进行图像处理，实现对图像的读入、分析、翻转、二值化处理。 3.课程设计报告内容 3.1 图像的读入及分析 数字图像处理（Digital Image Processing 一幅图像包括目标物体、背景和噪声。目标物体和背景等在灰度值上有明显差异。因此，为了从多值的数字图像中直接提取目标物体，常设定一灰度阈值T，将图像分为两个部分，灰度大于T的像素群及灰度小于T的像素群。上述就是二值化处理的方法。 本课设中设计了两种二值化方式：全局二值化，局部二值化。 3.2.2全局二值化 根据确定的二值化阈值T，我们对以读入的图像进行处理，对于图像中所有像素点，灰度值大于T的，将其灰度设为255,；灰度值小于T的，将其灰度值设为0。这样实现了图像的全局二值化。 全局二值化在表现图像细节方面存缺陷。的平均值E，像素之间的差平方P，像素之间的均方根值Q等各种局部特征，设定一个参数方程进行阈值的计算例如：T=a*E+b*P+c*Q，其中a,b,c是自由参数。这样得出来的二值化图像就更能表现出二值化图像中的细节。目前，已经有很多有效降低计算量的图像旋转算法，基于图像线性存储结构的旋转方法就是其中之一。然而，在DSP平台上，有限的高速存储资源限制了这些算法效率的直接发挥，需要针对算法及DSP平台的性能结构特点进行高效的数据调度。对于图像旋转问题而言，数据调度还需要克服由于存在大量非连续图像像素地址访问而严重影响DSP数据存取及CPU效率发挥的问题。这是图像旋转本身的特殊性，在其他图像处理技术中是不存在的。由DSP的结构特点可知，只有在数据和程序均位于片内存储器当中的条件下，DSP的效率才能得到最大化的发挥。在大图像旋转算法中，由于涉及的图像数据量远大于DSP的片内存储器容量，源图像和最终视口图像等数据必须被存放在片外存储器中。在这种情况下，为了保证DSP CPU高速处理能力的发挥，必须优化数据流，将源图像分块，依次搬移至片内处理，并设法保证CPU当前要处理的图像数据块已经事先在片内存储器中准备好了。因此在算法整体优化结构上采用Ping-Pong双缓冲技术，利用EDMA与CPU并行工作来隐藏图像数据块在片内和片外之间的传输时间，使CPU能连续不断地处理数据，中间不会出现空闲等待。传统的图像旋转一般通过矩阵乘法实现： 其中，α为旋转角度。由于图像是线性存储的，各个像素点之间的相对位置关系确定。如图1(a)所示，图像旋转前，任意像素点P(x，y)和P1(x1，y1)、P2(x2，y2)及A(xA，yA)在几何上是矩形的四顶点关系。由于旋转变换是线性变换，如图1(b)所示，图像旋转后，各个像素点之间的相对位置关系不发生变化，旋转算法的数据调度目的是使算法能够按照一定的规则，将源图像数据有规律地分块，并按次序分别传输到DSP片内存储器中，完成计算后，形成视口图像块，再将视口图像块按同样的顺序进行排列，形成旋转后的视口图像。整个过程要求调入和调出的图像数据均是规则分块的，并且调入的源图像块中应该包含计算视口图像块的过程中所需要的全部像素数据，尤其需要解决其中的大量非连续图像像素地址访问问题视口逆时针旋转的情况与此类似。区别有以下两点：源图像块的左边框中点与相应的视口图像块旋转后的左上角顶点对应；源图像块的顶点局部坐标地址值与视口图像块的顶点局部坐标地址值之间的对应关系式应为： 　　其中height指源图像块的高度。附录 3.1主程序 #includes