基于DSP的数字图像处理系统

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摘 要：本系统借助DSP技术设计出了基于各类算法的图像处理系统，在CCS3.3的编程开发环境下对图像进行简单的处理。利用dsp试验箱进行硬件仿真，并在PC机上显示相应的处理结果，实现了相应的图片处理。

关键词：DSP技术 CCS3.3 硬件仿真 图像处理 PC机显示

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（b）-0020-02

1 系统功能及工作原理

（1）系统功能。

通过对DSP试验箱按键的相应操作，系统能执行相应的图像处理操作，并显示图像处理的相应结果，完成对图片的处理。

（2）工作原理。

①灰度直方图是灰度级的函数，它表示图象中具有每种灰度级的象素的个数，反映图象中每种灰度出现的频率。灰度直方图的横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度级出现的频率，是图象的最基本的统计特征。

②数字图像边缘检测（Sobel算子）：是图像处理中的算子之一，主要用作边缘检测。在技术上，它是一离散性差分算子，用来运算图像亮度函数的梯度之近似值。在图像的任何一点使用此算子，将会产生对应的梯度矢量或是其法矢量。Sobel算子有两个，一个是检测水平边沿的；另一个是检测垂直平边沿的。与Prewitt算子相比，Sobel算子对于象素的位置的影响做了加权，可以降低边缘模糊程度，因此效果更好。由于Sobel算子是滤波算子的形式，用于提取边缘，可以利用快速卷积函数，简单有效，因此应用广泛。不过索贝尔算子对明对暗的边缘不敏感，只对暗对明的边缘有较明显的效果。

③数字图像的锐化（LAPLACE算子）：目的是使模糊的图像变得清晰起来；图像模糊实质就是图像受到平均或积分运算造成的，因此可以对图像进行逆运算如微分运算来使图像清晰；从频谱角度来分析，图像模糊的实质是其高频分量被衰减，因而可以通过高通滤波操作来使图像清晰。但应注意，能够进行锐化的图像必须具有较高的信噪比，否则锐化后图形信噪比反而更低，从而使噪声的增加比信号还要多，因此一般是先去除或减轻噪声后再进行锐化处理。

④数字图像的取反：将图像按像素取反，取得类似于照相底片的效果；求反一般用于数字图像的初步处理。

⑤数字图像直方图均衡化增强：利用直方图统计结果，通过使图像的直方图均衡的方法称为直方图均衡化，可以达到增强图像的显示效果的作用。直方图增强简单的来说就是压缩直方图中比例少的像素所占用的灰度范围，多出来的灰度空间按照统计比例分配给直方图中比例高的像素使用。这种方法是针对人眼对灰度差别越大的图像更容易分辨的特点而做的增强。

2 设计的原理图

系统框图如下图1所示。

数字图像均衡化流程图2所示。

3 设计系统的仿真图形

系统的仿真图形如图3所示。

直方图效果（如图3）。

Sobel算子下的边缘检测效果（如图4）。

LAPLACE算子下的图像锐化效果（如图5）。

图像取反效果（如图6）。

图像均衡化效果（如图7）。

4 对系统总结与评价

本图像处理系统，将通用的图像处理手段，如直方图显示、边缘检测、图像锐化、数字图像取反和增强型的直方图均衡化集合到一起，通过按键的不同选择来确定所选择的操作，然后在PC机上及时刷新，显示选择操作后的图像，比较人性化的实现了简单的图像处理。

参考文献

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[3] 戴明祯，周建江.TMS320C54x DSP结构、原理及应用[M].2版.北京：北京航空航天大学出版社，2007：247-259.

[4] 冯超.基于DSP的图像识别算法研究[D].控制理论与控制程，2008（11）.