《实验五图像阈值化》word版.docx

电子科技大学电子工程学院标准实验报告(实验)课程名称DSP技术实验名称实验五图像阈值化姓名:学号:指导教师:实验目的进一步掌握AZURE-BF609开发平台的使用;ES调试方法;了解BF609DSP在图像、视频处理领域的应用;了解图像直方图计算、阈值化方法及意义;掌握利用PVP进行图像阈值化的方法。实验内容加载原始图片,并在液晶屏幕上显示;生成16阶灰值直方图,并在液晶屏幕上显示;手工设置二值化阈值,生成阈值化图片,并在液晶屏幕上显示(三组数据);设计自适应阈值计算程序,生成阈值化图片,并在液晶屏幕上显示;将各步骤生成结果图片以PGM格式保存到磁盘文件中。实验环境(1);(2)BF609开发板一套;(3)AZURE-*272点阵24bit的真彩液晶屏,本实验主要利用BF609的PVP模块进行图像阈值化的处理,并在液晶屏上显示处理前后的结果。ADDSHPUSB-ICE仿真器一套。实验原理(1)图像二值化图像二值化是图像处理的基本技术,也是图像处理中一个非常活跃的分支,其应用领域非常广泛,特别是在图像信息压缩、边缘提取和形状分析等方面起着重要作用,成为其处理过程中的一个基本手段。二值化的目的是将上步的图像增强结果转换成二值图像,从而能得到清晰的边缘轮廓线,更好地为边缘提取、图像分割、目标识别等后续处理服务。选取合适的分割阈值可以说是图像二值化的重要步骤,过高的阈值会导致一些真实边缘的丢失,过低的阈值又会产生一些无谓的虚假边缘。在一些简单的图像中,物体的灰度分布比较有规律,背景与各个目标在图像的直方图各自形成一个波峰,即区域与波峰一一对应,每两个波峰之间形成一个波谷。那么,选择双峰之间的波谷所代表的灰度值T作为阈值,即可实现两个区域的分割。式中f(x,y)为灰度图像的灰度值,T为阈值,g(x,y)为二值化后的灰度图像。(2)BF609PVP数据处理流水线BF609带有一个流水线视觉处理器(PVP),PVP提供了12个高性能的信号处理模块,这些模块可以灵活的组合形成流数据处理流水线,从而可以进行典型的视频和图像处理及分析内核(例如自动驾驶辅助系统)。PVP针对卷积运算、基于小波的目标检测、分类、跟踪及检验算法进行了专门优化。PVP集成了用于高速2D数字信号处理的一系列信号处理块。PVP的主要模块:IPF0~1:格式化输入接口,接收输入到PVP模块的视频数据,其中IPF0的数据来自于视频子系统,如摄像头。IPF1的数据接收存储器的数据,来自于DMA通道。其主要功能包括:格式化输入数据、提取色度或亮度单元、加窗、分离奇偶像素、帧计数等。OPF0~3:格式化输出接口,其中0~2用于视频子系统管道,而3用于存储器管道。THC0~1:V0~3:卷积,可以执行5x5的二维卷积运算PMA:极坐标幅值与角度计算ACU:算术运算单元,提供32位的加减乘除运算PEC:图像边缘检测,可实现一阶导数和二阶导数的图像边缘检测IIM0~1:图像块积分UDS:图像缩放大多数的信号处理块针对2D视频分析进行了优化,也可以用于一些通用的目的。另外一些信号处理块具有一些通用功能,可以用于视频处理以外的多种应用。图像阈值化PVP的模块连接为:实验步骤(1)导入实验项目建立工作目录,如E:\ES,在工作区选择对话框上输入工作区目录:点击OK,如果工作区存在,则CCES会打开工作区,否则建立新工作区。将实验项目文件夹PVPDemo拷贝到工作区文件夹E:\ES中点击FileàImport导入项目,导入对话框中选择GeneralàExistingProjectsintoWorkspace点击Next,在选择根目录时选择刚才拷贝的项目文件夹E:\MyWorkspace\PVPDemo,此时Project列表框中会出现可以被导入的项目PVPDemo(E:\MyWorkspace\PVPDemo),勾中项目前面的复选框。点Finish,完成项目导入。(2)程序设计设计程序流程如下:(1)初始化设备,装载原图;(2)进入while循环,每按一次key10键,处理过程前进一步;(3)第一步,显示原图;(4)第二步,计算和显示直方图,保存直方图图片;(5)第三步,阈值化和显示阈值化后的图像,保存阈值化图片;(6)循环执行(3)~(5)。(3)参数设置(a)设置如下三组阈值,进行三次实验:MIN_THRESHOLDMIN_VALUEMAX_THRESHOLDMAX_VALUE第一组0x7d0x000x7d0xff第二组0x500x000x500xff第三组0xA00x000xA00xff观察直方图中各灰度值的分布情况,分析处理结果优劣的原因。(b)自适应阈值