数字图像处理系统设计

存档资料成

果：

华东交通高校理工学院

课程设计报告书

所属课程名称________DSP原理及应用______________

题目数字图像处理系统设计

分院______________电信分院______________

专业班级____________通信工程________________

学号___________________________________

学生姓名___________________________________

指导老师___________________________________

2015年6月24日

华东交通高校理工学院

课程设计（论文）任务书

专业：12通信工程学号：姓

名：_________

一、课程设计（论文）题目：数字图像处理系

统设计

二、课程设计（论文）内容及要求：

（1）学会如何运用CCS软件。1、学会如何运用CCS软件。

（2）识别各种CCS软件中各元件及其图形表示和文字号。

（3）驾驭C语言和汇编语言的编程思想以及它们的基本

则。

（4）娴熟驾驭数字图像处理系统的工作原理，并读懂源序。

（5）依据编辑、编译、调试、运行的正确步骤。并正确进

行编译和调试。

（6）学会分析运行结果图。___________________________

课程设计（论文）评阅看法

等级

序

项目不及

号优秀良好中等及格

格

课程设计看法

1

评价

2出勤状况评价

3任务难度

工作量饱满评

4

价

设计中创新性

5

评价

论文书写规范

6

化评价

综合应用实力

7

评价

8

综合评定登记

评阅人________

2019年月日

摘要

本设计是一个通过DSP芯片加上程序设计来完成对图像的

处理，比如说可以对图片完成反色处理、二值化处理。这些仅仅

是最基础的图像处理。在本试验中，能让我们更加的了解DSP芯

片的工作原理和工作方式，同时也了解了EL试验箱以及DSP仿

真器的用途，本课程设当中遇到的问题挺多的，在后面的报告当

中会相应的提出！

关键字：DSP图像处理EL试验箱

目录

第一章课程设计内容及要求.........................1

1.1设计内容...................................1

1.2设计要求...................................1

其次章程序设计原理..............................2

2.1设计总流程图如下：.......................2

2.2数字图像处理的基本原理...................2

2.3数字图像处理常用方法：.....................2

2.3图像的灰度化处理的基本原理...............4

2.4图像的反色原理.............................5

2.5灰度图像二值化原理及意义..................5

第三章程序设计步骤..............................7

第四章源代码....................................8

第五章设计心得..................................9

参考文献..........................................10

第一章课程设计内容及要求

L1设计内容

了解数字图象处理的基本原理2学习灰度图象反色处理技

术3学习灰度图象二值化处理技术。

1.2设计要求

1、依据设计任务书要求，学会安装CCS软件及USB仿真器

设计。

2、依据设计任务写出设计工作小结，对设计过程索进行的

有关步骤进行理论分析，并对完成的设计作出评价，总结自己整

个设计工作中的阅历教训和收获。

其次章程序设计原理

2.1设计总流程图如下：

2.2数字图像处理的基本原理

数字图像处理是指将图像信号转换成数字信号并利用计算

机对其进行处理的过程。图像处理最早出现于20世纪50年

头，当时的电子计算机已经发展到肯定水平，人们起先利用计算

机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成

于20世纪60年头初期。早期的图像处理的目的是改善图像的

质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。图像处理中,

输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图

像处理方法有图像增加、复原、编码、压缩等。

2.3数字图像处理常用方法：

（1）图像变换：由于图像阵列很大，干脆在空间域中进行处

理，涉及计算量很大。因此，往往采纳各种图像变换的方法，如

傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术，将空

间域的处理转换为变换域处理，不仅可削减计算量，而且可获得

更有效的处理（如傅立叶变换可在频域中进行数字滤波处理）。

目前新兴探讨的小波变换在时域和频域中都具有良好的局部化

特性，它在图像处理中也有着广泛而有效的应用。

（2）图像编码压缩：图像编码压缩技术可削减描述图像的

数据量（即比特数），以便节约图像传输、处理时间和削减所占

用的存储器容量。压缩可以在不失真的前提下获得，也可以在允

许的失真条件下进行。编码是压缩技术中最重要的方法，它在图

像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术。

（3）图像增加和复原：图像增加和复原的目的是为了提高

图像的质量，如去除噪声，提高图像的清楚度等。图像增加不考

虑图像降质的缘由，突出图像中所感爱好的部分。如强化图像高

频重量，可使图像中物体轮廓清楚，细微环节明显；如强化低频

重量可削减图像中噪声影响。图像复原要求对图像降质的缘由有

肯定的了解，一般讲应依据降质过程建立“降质模型”，再采纳

某种滤波方法，复原或重建原来的图像。

（4）图像分割：图像分割是数字图像处理中的关键技术之

-o图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来，其有意义

的特征有图像中的边缘、区域等，这是进一步进行图像识别、分

析和理解的基础。虽然目前已探讨出不少边缘提取、区域分割的

方法，但还没有一种普遍适用于各种图像的有效方法。因此，对

图像分割的探讨还在不断深化之中，是目前图像处理中探讨的热

点之一°

（5）图像描述：图像描述是图像识别和理解的必要前提。

作为最简洁的二值图像可采纳其几何特性描述物休的特性，一般

图像的描述方法采纳二维形态描述，它有边界描述和区域描述两

类方法。对于特殊的纹理图像可采纳二维纹理特征描述。随着图

像处理探讨的深化发展，已经起先进行三维物体描述的探讨，提

出了体积描述、表面描述、广义圆柱体描述等方法。

（6）图像分类（识别）：图像分类（识别）属于模式识别的

范畴，其主要内容是图像经过某些预处理（增加、复原、压缩）

后，进行图像分割和特征提取，从而进行判决分类。图像分类常

采纳经典的模式识别方法，有统计模式分类和句法（结构）模式

分类，近年来新发展起来的模糊模式识别和人工神经网络模式分

类在图像识别中也越来越受到重视。

2.3图像的灰度化处理的基本原理

将彩色图像转化成为灰度图像的过程成为图像的灰度化处

理。彩色图像中的每个像素的颜色有R、G、B三个重量确定，而

每个重量有255中值可取，这样一个像素点可以有1600多万

（255*255*255）的颜色的改变范围。而灰度图像是R、G、B三

个重量相同的一种特殊的彩色图像，其一个像素点的改变范围为

255种，所以在数字图像处理中一般先将各种格式的图像转变成

灰度图像以使后续的图像的计算量变得少一些。灰度图像的描述

及彩色图像一样仍旧反映了整幅图像的整体和局部的色度和亮

度等级的分布和特征。图像的灰度化处理可用两种方法来实现。

（1）使求出每个像素点的R、G、B三个重量的平均值，然

后将这个平均值给予给这个像素的三个重量。

（2）依据YLV的颜色空间中，Y的重量的物理意义是点的

亮度，由该值反映亮度等级，依据RGB夭口YUV颜色空间的改变关

系可建立亮度Y及R、G、B三个颜色重量的对应：

Y=0.3R+0.59G+0.11B,以这个亮度值表达图像的灰度值。

2.4图像的反色原理

对于彩色图像的R、G、B各彩色重量取反的技术就是图像的

反色处理，这在处理二值化图像的连通区域选取的时候特别重

要。如物体连通域用黑色表示，而二值化后的物体连通域图像可

以是白色的，而背景是黑色的，这时应手动选取图像的反色处理

或有程序依据背景和物体连通域两种颜色的数量所占比例而自

动选择是否选择选取图像的反色处理。

2.5灰度图像二值化原理及意义

作为一种高效智能的人机交互手段，身份证的快速识别技术

可以广泛的应用于公民身份核查、暂住人口调查、旅店业登记核

查、罪犯追逃等公安业务当中，大大提高了工作人员的录入速度,

削减了用户的等待时间，提高了工作效率。由于身份证图像背景

困难，由激光防伪阴影网格线及各种版面噪声构成；且因激光防

伪标记和打印条件的千差万别，再加上身份证图像质量偏差，给

身份证的字符识别带来了很大的困难。必需经过预处理，除去大

量的噪声信号，才能更好的进行字符的定位、分割，以及识别。

而二值化是预处理中特别重要的一步，也是最为关键的一步，它

干脆影响到OCR系统的性能。探讨者在分析和探讨了多种图像

二值化的优缺点后，在吸取各种方法优点的基础上，提出了一种

新的身份证扫描图像的二值化方法一一嵌入式多阈值动态自适

应的二值化方法。

图像二值化是图像处理中的一项基本技术，也是很多图像处

理技术的预处理过程。在颗粒分析、模式识别技术、光学字符识

别(OCR)、医学数据可视化中的切片配准等应用中，图像二值化

是它们进行数据预处理的重要技术。由于图像二值化过程将会损

失原图像的很多有用信息，因此在进行二值化预处理过程中，能

否保留原图的主要特征特别关键。在不同的应用中，图像二值化

时阈值的选择是不同的。因此，自适应图像阈值的选取方法特别

值得探讨。探讨者对图像二值化方法进行了探讨，在此基础上提

出了一个新的图像二值化算法。该算法基于数学形态学理论，较

好地保留了图像二值化时原图的边缘特征。

图像的二值化处理就是将图像上的点的灰度置为0或255,

也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果。即将256个亮度等级

的灰度图像通过适当的阀值选取而获得仍旧可以反映图像整体

和局部特征的二值化图像。在数字图像处理中，二值图像占有特

别重要的地位，特殊是在好用的图像处理中，以二值图像处理实

现而构成的系统是很多的，要进行二值图像的处理及分析，首先

要把灰度图像二值化，得到二值化图像，这样子有利于再对图像

做进一步处理时，图像的集合性质只及像素值为0或255的点的

位置有关，不再涉及像素的多级值，使处理变得简洁，而且数据

的处理和压缩量小。为了得到志向的二值图像，一般采纳封闭、

连通的边界定义不交叠的区域。

全部灰度大于或等于阀值的像素被判定为属于特定物体，其

灰度值为255表示，否则这些像素点被解除在物体区域以外，灰

度值为0,表示背景或者例外的物体区域。假如某特定物体在内

部有匀称一样的灰度值，并且其处在一个具有其他等级灰度值的

匀称背景下，运用阀值法就可以得到比较的分割效果。假如物体

同背景的差别表现不在灰度值上（比如纹理不同），可以将这个

差别特征转换为灰度的差别，然后利用阀值选取技术来分割该图

像。动态调整阀值实现图像的二值化可动态视察其分割图像的详

细结果。

原图灰度化后反色处理后二

值化处理后

第三章程序设计步骤

1、首先，在PC机的D盘新建书目“tu”,并把“lena64.bmp”

拷贝到该书目下c然后启动CCS2.0用Project/Open打开

“Expl2_cpul”书目下“expl2.pjt”工程文件；并双击

“exp12.pjt”及"Source”可查看源程序；并力口载“exp12.out”；

2、在源程序“expl2..c”中，在三个“i=0”处设置三个断

点；（如下图所示）；

3、单击“Run”，程序运行到第一个断点处停止；

4、用View/Graph/Image打开一个图形视察窗口，以视察程

序载入的“lena64.bmp”图像，该图像应保存在"D：\Tu”书目

中；按下图设置该图形视察窗口，视察变量y,为64*64的二维

数组；

5、单击“Run”，程序运行到第一个断点处停止;

6、单击“Run”，程序运行到其次个断点处停止，这时可在

图形视察窗口中，视察到原图象经反色处理后的结果图象；

7、单击“Run",程序运行到第三个断点处停止；这时可在

图形视察窗口中，视察到原图象经二值化处理后的结果图象，本

程序中，二值化处理阀值设为128

8、关闭各窗口，本试验结束。

第四章源代码

#include"math.h〃

itinclude"stdio.h〃

#defineIMAGEJVIDTH64

#defineIMAGE_HEIGTH64

main()

FILE*fi;

inti,j,k;

inty[IMAGE_HEIGTH][IMAGEJVIDTH];

unsignedcharid[64];

Sys_Initial();

k=128;/*kisThresholdValue*/

fi=fopen(，ZD:\\Tu\\Lena64.bwp〃,〃rb〃)；

for(i=0;i<=16;i++)〃把BMP格式的前16*64字节的

头文件给过掉

fread((char*)id,sizeof(char),IMAGE_WIDTH,fi);

for(i=0;i<IMAGE_HEIGTH;i++)

fread((char*)id,sizeof(char),1MAGE_WIDTH,fi);

for(j=0;j<IMAGE_WIDTH;j++)

y[i][j]=id[j];

fclose(fi);

i=0;

for(i=0;i<IMAGE_HEIGTH;i++)

for(j=0;j<TMAGE_WIDTH;j++)

y[i][j]二(255-y[i][j]);

i=0;

for(i=0;i<IMAGE_HEIGTH;i++)

for(j=0;j<IMAGE_WIDTH;j++)

y[i][j]=255*((255-y[i][j])/k);

i=0;

i=0;

第五章设计心得

这个学期做过7次CCS的仿真试验。对于一个新的试验内容,

我并不是很适应。但是在同学的帮助下，然后通过上网查找资料,

结合试验课本我起先渐渐进入状态。

渐渐地，我能够较为顺当的建立好仿