实验五图像阈值化.docx

1 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: 2 1. 实验目的 1) 进一步掌握 AZURE-BF609 开发平台的使用; 2) ES 调试方法; 3) 了解 BF609 DSP 在图像、视频处理领域的应用; 4) 了解图像直方图计算、阈值化方法及意义; 5) 掌握利用 PVP 进行图像阈值化的方法。 2. 实验内容 1) 加载原始图片,并在液晶屏幕上显示; 2) 生成 16 阶灰值直方图,并在液晶屏幕上显示; 3) 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); 4) 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; 5) 将各步骤生成结果图片以 PGM 格式保存到磁盘文件中。 3. 实验环境(1 )预装开发环境 Cross Core Embedded Studio 的计算机; (2) BF609 开发板一套; (3) AZURE-BF609 开发板上带有一片 BF609 DSP 和一个 寸 480*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。(4) ADDS HPUSB-ICE 仿真器一套。 3 4. 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) BF609 PVP 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。 4 PVP 的主要模块: a) 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。 b) 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。 c) THC0 ~1 :阈值直方图压缩 d) CNV0 ~3 :卷积,可以执行 5x5 的二维卷积运算 e) PMA :极坐标幅值与角度计算 f) ACU :算术运算单元,提供 32 位的加减乘除运算 g) 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 h) IIM0 ~1 :图像块积分 i) 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。 5 图像阈值化 PVP 的模块连接为: 5. 实验步骤(1) 导入实验项目 i. 建立工作目录,如 E:\MyWorkspace ii. 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,ES 会打开工作区,否则建立新工作区。 iii. 将实验项目文件夹 PVP Demo 拷贝到工作区文件夹 E:\MyWorkspace iv. ES 中点击 File ? Import 导入项目,导入对话框中选择 General ? Existing Projects into Workspace 6 v. 点击 Next ,在选择根目录时选择刚才拷贝的项目文件夹 E:\MyWorkspace\PVP Demo , 此时 Project 列表框中会出现可以被导入的项目 PVP Demo(E:\MyWorkspace\PVP Demo) ,勾中项目前面的复选