基于DSP的數字圖像處理系統

2013-12-29 00:00:00黃麗華

科技資訊 2013年20期

摘要：本系統借助DSP技術設計出了基于各類算法的圖像處理系統，在CCS3.3的編程開發環境下對圖像進行簡單的處理。利用DSP試驗箱進行硬件仿真，并在PC機上顯示相應的處理結果，實現了相應的圖片處理。

關鍵詞：DSP技術 CCS3.3 硬件仿真圖像處理 PC機顯示

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

1 系統功能及工作原理

（1）系統功能。

通過對DSP試驗箱按鍵的相應操作，系統能執行相應的圖像處理操作，并顯示圖像處理的相應結果，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，它表示圖象中具有每種灰度級的象素的個數，反映圖象中每種灰度出現的頻率?；叶戎狈綀D的橫坐標是灰度級，縱坐標是該灰度級出現的頻率，是圖象的最基本的統計特征。

②數字圖像邊緣檢測（Sobel算子）：是圖像處理中的算子之一，主要用作邊緣檢測。在技術上，它是一離散性差分算子，用來運算圖像亮度函數的梯度之近似值。在圖像的任何一點使用此算子，將會產生對應的梯度矢量或是其法矢量。Sobel算子有兩個，一個是檢測水平邊沿的；另一個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，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，簡單有效，因此應用廣泛。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；圖像模糊實質就是圖像受到平均或積分運算造成的，因此可以對圖像進行逆運算如微分運算來使圖像清晰；從頻譜角度來分析，圖像模糊的實質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。但應注意，能夠進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行銳化處理。

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

⑤數字圖像直方圖均衡化增強：利用直方圖統計結果，通過使圖像的直方圖均衡的方法稱為直方圖均衡化，可以達到增強圖像的顯示效果的作用。直方圖增強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計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而做的增強。

2 設計的原理圖

系統框圖如下圖1所示。

數字圖像均衡化流程圖2所示。

3 設計系統的仿真圖形

系統的仿真圖形如圖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 對系統總結與評價

本圖像處理系統，將通用的圖像處理手段，如直方圖顯示、邊緣檢測、圖像銳化、數字圖像取反和增強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機上及時刷新，顯示選擇操作后的圖像，比較人性化的實現了簡單的圖像處理。