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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名称DSP原理与应用题目数字图像处理系统的设计分院电信分院专业班级11级通信工程1班学号20110210420106学生姓名白贵娥指导教师李杰2014年6月18日华东交通大学理工学院课程设计（论文）任务书专业11通信工程班级1班姓名白贵娥一、课程设计（论文）题目数字图像处理系统的设计二、课程设计（论文）工作：自2014年6月9日起至2014年6月18日止。三、课程设计（论文）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：(白贵娥)2014年6月18日华东交通大学理工学院课程设计报告第3页共14页课程设计（论文）评阅意见评阅人职称20年月日序号项目等级优秀良好中等及格不及格1课程设计态度评价2出勤情况评价3任务难度评价4工作量饱满评价5任务难度评价6设计中创新性评价7论文书写规范化评价8综合应用能力评价综合评定等级华东交通大学理工学院课程设计报告第4页共14页目录课程设计（论文）任务书....................................2第一章课程设计目的...........................................5第2章设计实现思路...........................................62.1数字图像处理的基本原理.........................................62.2灰度图像反色处理技术...........................................72.3灰度图像二值化处理技术.........................................7第3章程序清单...............................................9第4章CCS数字图像处理步骤..................................114.1CCS软件处理步骤.............................................114.2数字图像处理仿真图..........................................11第5章课程设计心得..........................................13第6章参考文献..............................................14华东交通大学理工学院课程设计报告第5页共14页第一章课程设计目的本课程设计有如下目的：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；4、学会如何使用CCS软件。5、识别各种CCS软件中各元件及其图形表示和文字符号。6、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。7、熟练掌握数字图像处理系统的工作原理，并读懂源程序。8、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。9、学会分析运行结果图。华东交通大学理工学院课程设计报告第6页共14页第2章设计实现思路2.1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，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采用图像变换的方法，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）。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。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。④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。⑤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。华东交通大学理工学院课程设计报告第7页共14页2.2灰度图像反色处理技术在计算机领域中，灰度数字图像是每个像素只有一个采样颜色的图像。这类图像通常显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度，尽管理论上这个采样可以任何颜色的不同深浅，甚至可以是不同亮度上的不同颜色。灰度图像与黑白图像不同，在计算机图像领域中黑白图像只有黑色与白色两种颜色；灰度图像在黑色与白色之间还有许多级的颜色深度。但是，在数字图像领域之外，“黑白图像”也表示“灰度图像”，例如灰度的照片通常叫做“黑白照片”。在一些关于数字图像的文章中单色图像等同于灰度图像，在另外一些文章中又等同于黑白图像。得到过程：灰度图像经常是在单个电磁波频谱如可见光内测量每个像素的亮度得到的。用于显示的灰度图像通常用每个采样像素8位的非线性尺度来保存，这样可以有256级灰度。这种精度刚刚能够避免可见的条带失真，并且非常易于编程。在医学图像与遥感图像这些技术应用中经常采用更多的级数以充分利用每个采样10或12位的传感器精度，并且避免计算时的近似误差。在这样的应用领域每个采样16位即65536级得到流行。对于图像的R、G、B各彩色分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非常重要。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那是白色的，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根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。2.3灰度图像二值化处理技术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像转变成灰度图像以使后续的图像的华东交通大学理工学院课程设计报告第8页共14页计算量变得少一些。灰度图像的描述与彩色图像一样仍然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先求出每个像素点的R、G、B三个分量的平均值，然后将这个平均值赋予给这个像素的三个分量。图像的二值化处理就是将图像上的点的灰度置为0或255，也就是使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然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，二值图像占有非常重要的地位，特别是在实用的图像处理中，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与分析，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，图像的集合性质只与像素的值为0或255的点的位置有关，不再涉及像素的多级值，使处理变得简单，而且数据的处理和压缩量小。二值图像在图像分析中应用非常广泛，二值图像就是指只有两个灰度级的图像，二值图像具有存储空间小，处理速度快，可以方便地对图像进行布尔逻辑运算等特点。更重要的是，在二值图像的基础上，还可以进一步对图像处理，获得该图像的一些几何特征或者其他更多特征。华东交通大学理工学院课程设计报告第9页共14页第3章程序清单数字图像处理程序如下所示：#includemath.h#includestdio.h#defineIMAGE_WIDTH64#defineIMAGE_HEIGTH64main(){FILE*fi;inti,j,k;inty[IMAGE_HEIGTH][IMAGE_WIDTH];unsignedcharid[64];Sys_Initial();k=128;/*kisThresholdValue*/fi=fopen(D:\\Tu\\Lena64.bmp,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;iIMAGE_HEIGTH;i++){fread((char*)id,sizeof(char),IMAGE_WIDTH,fi);for(j=0;jIMAGE_WIDTH;j++)华东交通大学理工学院课程设计报告第10页共14页{y[i][j]=id[j];}}fclose(fi);i=0;for(i=0;iIMAGE_HEIGTH;i++){for(j=0;jIMAGE_WIDTH;j++){y[i][j]=(255-y[i][j]);}}i=0;for(i=0;iIMAGE_HEIGTH;i++){for(j=0;jIMAGE_WIDTH;j++){y[i][j]=255*((255-y[i][j])/k);}}i=0;i=0;}华东交通大学理工学院课程设计报告第11页共14页第4章CCS数字图像处理步骤4.1CCS软件处理步骤启动CCS2.0用Project/Open打开“Exp12_cpu1”目录下“exp12.pjt”工程文件；并双击“exp12.pjt”及“Source”可查看源程序；并加载“exp12.out”；在源程序“exp12.c”中，在三个“i=0”处设置三个断点，如图1所示；单击“Run”，程序运行到第一个断点处停止；用View/Graph/Image打开一个图形观察窗口，以观察程序载入的“Lena64.bmp”图像，该图像应保存在“D：\Tu”目录中；按下图设置该图形观察窗口，观察变量y，为64*64的二维数组，如图2所示。图1图24.2数字图像处理仿真图设置完图形观察窗口，可看到如图3所示的图像。华东交通大学理工学院课程设计报告第12页共14页图3图4单击“Run”，程序运行到第二个断点处停止，这时可在图形观察窗口中，观察到原图像经反色处理后的结果图像，如图4所示。再次单击“Run”，程序运行到第三个断点处停止，这时可在图形观察窗口中，观察到原图像经二值化处理后的结果图像，本程序中，二值化处理阀值设为128，如图5所示。图5华东交通大学理工学院课程设计报告第13页共14页第5章课程设计心得本次课设是基于CCS下的DSP仿真设计，我们选择的课题是数字图象处理，在这里首先感谢李杰老师对我们的悉心指导，还要感谢韩连辉同学给与的帮助。在这短短的两天里，通过本次课设，使我对这门课程有了心得了解和认识。在这次可设中我也收获到了很多东西，现我将课设中遇到的问题以及自己的一点体会写下：u首先本次课程设计中需要一张源图片，这里的图片不是任意的，它有特定的格式，是一个64*64后缀名为bmp的图片，如果这里的图片格式以及大小设置不当，仿真出来的图片就会严重失真。刚开始我也