基于DSP的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)

摘 要：本系統(tǒng)借助DSP技術(shù)設(shè)計(jì)出了基于各類算法的圖像處理系統(tǒng)，在CCS3.3的編程開發(fā)環(huán)境下對圖像進(jìn)行簡單的處理。利用DSP試驗(yàn)箱進(jìn)行硬件仿真，并在PC機(jī)上顯示相應(yīng)的處理結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的圖片處理。

關(guān)鍵詞：DSP技術(shù) CCS3.3 硬件仿真 圖像處理 PC機(jī)顯示

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（b）-0020-02

1 系統(tǒng)功能及工作原理

（1）系統(tǒng)功能。

通過對DSP試驗(yàn)箱按鍵的相應(yīng)操作，系統(tǒng)能執(zhí)行相應(yīng)的圖像處理操作，并顯示圖像處理的相應(yīng)結(jié)果，完成對圖片的處理。

（2）工作原理。

①灰度直方圖是灰度級的函數(shù)，它表示圖象中具有每種灰度級的象素的個(gè)數(shù)，反映圖象中每種灰度出現(xiàn)的頻率。灰度直方圖的橫坐標(biāo)是灰度級，縱坐標(biāo)是該灰度級出現(xiàn)的頻率，是圖象的最基本的統(tǒng)計(jì)特征。

②數(shù)字圖像邊緣檢測（Sobel算子）：是圖像處理中的算子之一，主要用作邊緣檢測。在技術(shù)上，它是一離散性差分算子，用來運(yùn)算圖像亮度函數(shù)的梯度之近似值。在圖像的任何一點(diǎn)使用此算子，將會產(chǎn)生對應(yīng)的梯度矢量或是其法矢量。Sobel算子有兩個(gè)，一個(gè)是檢測水平邊沿的；另一個(gè)是檢測垂直平邊沿的。與Prewitt算子相比，Sobel算子對于象素的位置的影響做了加權(quán)，可以降低邊緣模糊程度，因此效果更好。由于Sobel算子是濾波算子的形式，用于提取邊緣，可以利用快速卷積函數(shù)，簡單有效，因此應(yīng)用廣泛。不過索貝爾算子對明對暗的邊緣不敏感，只對暗對明的邊緣有較明顯的效果。

③數(shù)字圖像的銳化（LAPLACE算子）：目的是使模糊的圖像變得清晰起來；圖像模糊實(shí)質(zhì)就是圖像受到平均或積分運(yùn)算造成的，因此可以對圖像進(jìn)行逆運(yùn)算如微分運(yùn)算來使圖像清晰；從頻譜角度來分析，圖像模糊的實(shí)質(zhì)是其高頻分量被衰減，因而可以通過高通濾波操作來使圖像清晰。但應(yīng)注意，能夠進(jìn)行銳化的圖像必須具有較高的信噪比，否則銳化后圖形信噪比反而更低，從而使噪聲的增加比信號還要多，因此一般是先去除或減輕噪聲后再進(jìn)行銳化處理。

④數(shù)字圖像的取反：將圖像按像素取反，取得類似于照相底片的效果；求反一般用于數(shù)字圖像的初步處理。

⑤數(shù)字圖像直方圖均衡化增強(qiáng)：利用直方圖統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通過使圖像的直方圖均衡的方法稱為直方圖均衡化，可以達(dá)到增強(qiáng)圖像的顯示效果的作用。直方圖增強(qiáng)簡單的來說就是壓縮直方圖中比例少的像素所占用的灰度范圍，多出來的灰度空間按照統(tǒng)計(jì)比例分配給直方圖中比例高的像素使用。這種方法是針對人眼對灰度差別越大的圖像更容易分辨的特點(diǎn)而做的增強(qiáng)。

2 設(shè)計(jì)的原理圖

系統(tǒng)框圖如下圖1所示。

數(shù)字圖像均衡化流程圖2所示。

3 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的仿真圖形

系統(tǒng)的仿真圖形如圖3所示。

直方圖效果（如圖3）。

Sobel算子下的邊緣檢測效果（如圖4）。

LAPLACE算子下的圖像銳化效果（如圖5）。

圖像取反效果（如圖6）。

圖像均衡化效果（如圖7）。

4 對系統(tǒng)總結(jié)與評價(jià)

本圖像處理系統(tǒng)，將通用的圖像處理手段，如直方圖顯示、邊緣檢測、圖像銳化、數(shù)字圖像取反和增強(qiáng)型的直方圖均衡化集合到一起，通過按鍵的不同選擇來確定所選擇的操作，然后在PC機(jī)上及時(shí)刷新，顯示選擇操作后的圖像，比較人性化的實(shí)現(xiàn)了簡單的圖像處理。

參考文獻(xiàn)

[1]彭啟琮，李玉柏，管慶.DSP技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[M].2版.北京：高等教育出版社，2007.

[2]汪春梅，孫洪波.TMS320C55x DSP結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用[M].電子工業(yè)社，2008（7）.

[3] 戴明禎，周建江.TMS320C54x DSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用[M].2版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007：247-259.

[4] 馮超.基于DSP的圖像識別算法研究[D].控制理論與控制程，2008（11）.