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数字图像处理系统的设计 DSP课程设计.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.21M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    目 录
    华东交通大学理工学院 DSP 课设报告 存档资料 成绩： 华东交通大学理工学院 课 程 设 计 报 告 书 所属课程： DSP 原理及应用 设计题目： 数字图像处理系统的设计 电 信 分 院 通信工程 2008 级 2 班 分 班 姓 学 院： 级： 名： 号： 指导教师： 李 杰 实验地点： 实验楼五楼（DSP 实验室 506） 2010 年 6 月 20 日
    华东交通大学理工学院 DSP 课设报告 华东交通大学理工学院 课程设计任务书 专业：0 班级： 2 班 姓名： 一、课程设计题目 数字图像处理系统的设计 二、课程设计工作：自 2011 年 6 月 20 日起至 2011 年 6 月 23 日止。 三、课程设计的内容要求： 1、学会如何使用 CCS 软件。 2、识别各种 CCS 软件中各元件及其图形表示和文字符号。 3、掌握 C 语言和汇编语言的编程思想以及它们的基本使用规则。 4、熟练掌握数字图像处理系统的工作原理，并读懂源程序。 5、按照编辑、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。 学生签名： 2011 年 6 月 20 日 - 1 -
    华东交通大学理工学院 DSP 课设报告 课程设计评阅意见 序号 项 目 优秀 良好 中等 及格 不及格 等 级 1 2 3 4 5 6 7 8 课程设计态度评价 出勤情况评价 任务难度评价 工作量饱满评价 任务难度评价 设计中创新性评价 论文书写规范化评价 综合应用能力评价 综合评定等级 评阅人 职称 2011 年 月 日 - 2 -
    华东交通大学理工学院 DSP 课设报告 目 录 课程设计任务书 .............................................................. 1 课程设计评阅意见 ............................................................ 2 目 录 .................................................................... 3 第一章 设计目的 ............................................................ 4 第二章 设计原理 ............................................................ 4 2.1 数字图像处理概述 ...................................................... 4 2.2 常用的图像处理方法 .................................................... 4 2.3 图像的基本属性 ........................................................ 5 2.4 灰度图像反色（invert）技术 ............................................ 6 2.5 灰度图像二值化原理及意义 .............................................. 7 2.6 数字图像处理技术的应用 ................................................ 8 第三章 设计步骤 ............................................................ 9 第四章 设计源程序 ......................................................... 12 第五章 设计系统原理图 ..................................................... 21 第六章 课程设计心得 ........................................................ 23 参考文献 ................................................................... 24 - 3 -
    华东交通大学理工学院 DSP 课设报告 第一章 设计目的 1、 了解数字图像处理的基本原理。 2、 学习灰度图像反色处理技术。 3、 学习灰度图像二值化处理技术。 第二章 设计原理 2.1 数字图像处理概述 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 年代，当时的电子计算机已经发展到 一定水平，人们开始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 年代初期。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。 2.2 常用的图像处理方法 常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。 数字图像处理常用方法： 1、图像变换：由于图像阵列很大，直接在空间域中进行处理，涉及计算量 很大。因此，往往采用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，不仅可减少计算 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）。 目前新兴研究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减少描述图像的数据量（即比特数）， 以便节省图像传输、处理时间和减少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、图像增强和复原：图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量，如去 除噪声，提高图像的清晰度等。图像增强不考虑图像降质的原因，突出图像中所 感兴趣的部分。如强化图像高频分量，可使图像中物体轮廓清晰，细节明显；如 强化低频分量可减少图像中噪声影响。图像复原要求对图像降质的原因有一定的 - 4 -
    华东交通大学理工学院 DSP 课设报告 了解，一般讲应根据降质过程建立“降质模型”，再采用某种滤波方法，恢复或 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一。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。虽然目前已研究出不少边缘提取、 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 分割的研究还在不断深入之中，是目前图像处理中研究的热点之一。 5、图像描述：图像描述是图像识别和理解的必要前提。作为最简单的二值 图像可采用其几何特性描述物体的特性，一般图像的描述方法采用二维形状描 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用二维纹理特 征描述。随着图像处理研究的深入发展，已经开始进行三维物体描述的研究，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（增强、复原、压缩）后，进行图像分割和特征提取，从 而进行判决分类。图像分类常采用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 图像的基本属性 亮度：也称为灰度，它是颜色的明暗变化，常用 0 ％～ 100 ％ ( 由黑到 白 ) 表示。以下三幅图是不同亮度对比。 亮度对图像色彩的影响 对比度：是画面黑与白的比值，也就是从黑到白的渐变层次。比值越大，从 黑到白的渐变层次就越多，从而色彩表现越丰富。 - 5 -
    华东交通大学理工学院 DSP 课设报告 对比度对图像色彩表现的影响 直方图：表示图像中具有每种灰度级的象素的个数，反映图像中每种灰度出 现的频率。图像在计算机中的存储形式，就像是有很多点组成一个矩阵，这些点 按照行列整齐排列，每个点上的值就是图像的灰度值，直方图就是每种灰度在这 个点矩阵中出现的次数。我们可以具体看一下下面两个不同图形的灰度直方图： 2.4 灰度图像反色(invert)技术 反色就是形成底片效果。如下图所示， - 6 -
    华东交通大学理工学院 DSP 课设报告 图 1. 原图 图 2. 图 1 反色后的结果 图 2 为图 1 反色后的结果反色有时是很有用的，比如说，图 1 中黑色区域占 绝大多数，这样打印起来很费墨，我们可以先进行反色处理再打印。反色的实际 含义是将 R，G，B 值反转。若颜色的量化级别是 256，则新图的 R，G，B 值为 255 减去原图的 R，G，B 值。这里针对的是所有图，包括真彩图，带调色板的彩色图 和灰度图。针对不同种类有不同的处理。先看看真彩图。我们知道真彩图不带调 色板，每个像素用 3 个字节，表示 R，G，B 三个分量。所以处理很简单，把反转 后的 R，G，B 值写入新图即可。再来看看带调色板的彩色图，我们知道位图中的 数据只是对应调色板中的一个索引值，我们只需要将调色板中的颜色反转，形成 新调色板，而位图数据不用动，就能够实现反转。灰度图是一种特殊的伪彩色图， 只不过调色板中的 R，G，B 值都是一样的而已。所以反转的处理和上面讲的一样。 这里，我想澄清一个概念。过去我们讲二值图时，一直都说成黑白图。二值 位图一 定是黑白的吗？答案是 不一定。我们安装 Windows95 时看到的那幅 setup.bmp 是由蓝色和黑色组成的，但它实际上是二值图。原来，它的调色板中 的两种颜色是黑与蓝，而不是黑与白。所以说二值图也可以是彩色的，只不过一 般情况下是黑白图而已。 2.5 灰度图像二值化原理及意义 灰度图像是指只含亮度信息，不含色彩信息的图像。将彩色图像转化成为灰 度图像的过程称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 三个分量决定，而每个分量有 255 种值可取，这样一个像素点可以有 1600 多万 的颜色的变化范围。而灰度图像是 R、G、B 三个分量相同的一种特殊的彩色图像， 一个像素点的变化范围为 255 种，所以在数字图像处理中一般先将各种格式的图 - 7 -
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