DSP原理及圖像處理應(yīng)用

目　錄

第1章　DSP數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)知識　1
1.1　數(shù)字圖像處理的起源及發(fā)展　1
1.2　數(shù)字圖像處理的基本概念　2
1.2.1　圖像的概念　2
1.2.2　圖像的類型　2
1.2.3　數(shù)字圖像的主要參數(shù)　4
1.2.4　圖像處理與圖像表示　5
1.2.5　BMP位圖的顏色數(shù)目　6
1.2.6　顏色模型　6
1.3　數(shù)字圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域　10
1.4　數(shù)字圖像處理的優(yōu)勢　11
1.5　數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的基本模塊　12
1.6　數(shù)字圖像處理的研究內(nèi)容與發(fā)展方向　13
1.7　基于DSP的圖像處理系統(tǒng)　14
1.7.1　DSP芯片的特點(diǎn)　15
1.7.2　DSP芯片選擇　16
1.7.3　DSP圖像處理系統(tǒng)的優(yōu)勢　17
1.7.4　DSP的發(fā)展趨勢與前景　17
習(xí)題　18

第2章　TMS320C6000 DSP芯片概述　19
2.1　DSP芯片概述　19
2.1.1　主要類型　19
2.1.2　TI公司的DSP芯片　20
2.1.3　TI公司DSP芯片的命名規(guī)則　22
2.2　TMS320DM642 DSP芯片　25
2.2.1　DM642概述　25
2.2.2　DM642的器件特性　26
2.2.3　TMS320DM642原理框圖　29
2.2.4　TMS320DM642的應(yīng)用領(lǐng)域　30
習(xí)題　30

第3章　GPIO及視頻接口　31
3.1　概述　31
3.2　GPIO寄存器　32
3.2.1　GPIO使能寄存器(GPEN)　32
3.2.2　GPIO方向寄存器(GPDIR)　33
3.2.3　GPIO數(shù)值寄存器(GPVAL)　33
3.2.4　GPIO Delta寄存器(GPDH，GPDL)　33
3.2.5　GPIO屏蔽寄存器(GPHM，GPLM)　34
3.2.6　GPIO全局控制寄存器(GPGC)　35
3.3　TMS320DM642視頻口　36
習(xí)題　38

第4章　CPU及存儲結(jié)構(gòu)　39
4.1　CPU結(jié)構(gòu)　39
4.1.1　中央處理單元　39
4.1.2　CPU數(shù)據(jù)總線與控制　40
4.2　存儲器空間分配　42
習(xí)題　45

第5章　中斷及定時器　46
5.1　中斷系統(tǒng)　46
5.1.1　復(fù)位　47
5.1.2　不可屏蔽中斷(NMI)　47
5.1.3　可屏蔽中斷(INT4～I(xiàn)NT15)　48
5.1.4　中斷優(yōu)先級　48
5.1.5　中斷控制寄存器　48
5.1.6　中斷服務(wù)表(IST)　49
5.1.7　中斷服務(wù)表指針寄存器(ISTP)　49
5.2　定時器　50
5.2.1　概述　50
5.2.2　定時器寄存器　51
5.2.3　定時器控制　52
習(xí)題　54

第6章　串口及EDMA控制器　55
6.1　串口概述　55
6.2　接口信號和控制寄存器　56
6.2.1　串口配置寄存器　58
6.2.2　接收和發(fā)送控制寄存器　61
6.2.3　采樣率發(fā)生寄存器　63
6.3　EDMA控制器　64
6.3.1　EDMA控制器概述　64
6.3.2　事件處理和EDMA控制寄存器　66
6.3.3　傳輸參數(shù)與參數(shù)RAM　67
6.3.4　EDMA的傳輸操作　71
6.3.5　EDMA傳輸?shù)慕K止　75
習(xí)題　76

第7章　CCS軟件及C語言編程　77
7.1　CCS的簡介　77
7.2　代碼生成工具　78
7.3　CCS集成開發(fā)環(huán)境　79
7.3.1　編輯源程序　79
7.3.2　創(chuàng)建應(yīng)用程序　80
7.3.3　調(diào)試應(yīng)用程序　80
7.4　硬件仿真和實(shí)時數(shù)據(jù)交換　80
7.5　CCS文件和變量　81
7.5.1　安裝文件夾　81
7.5.2　擴(kuò)展文件夾　82
7.6　CCS的安裝與配置　83
7.6.1　安裝CCS軟件　83
7.6.2　設(shè)置CCS　84
7.6.3　啟動與關(guān)閉CCS　87
7.7　CCS入門實(shí)驗(yàn)　87
7.7.1　建立DSP工程　87
7.7.2　編輯與修改工程文件　88
7.7.3 基本調(diào)試功能　91
7.7.4　使用觀察窗口　92
7.8　TMS320C64x C語言設(shè)計　94
7.8.1　TMS320DM642支持的C語言的數(shù)據(jù)類型　94
7.8.2　C語言的常用語句　96
7.8.3　函數(shù)的定義　98
習(xí)題　99

第8章　彩色圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像　100
8.1　RGB彩色圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像　100
8.1.1　基本原理　100
8.1.2　算法步驟與流程圖　103
8.1.3　C語言代碼與分析　103
8.2　YUV彩色圖像轉(zhuǎn)化成灰度圖像　104
8.2.1　基本原理　104
8.2.2　算法步驟　106
8.2.3　C語言代碼與分析　106
8.3　試驗(yàn)結(jié)果與分析　106
8.3.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?06
8.3.2　試驗(yàn)準(zhǔn)備　106
8.3.3　試驗(yàn)步驟　107
8.3.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　107
8.4　分析與總結(jié)　109
習(xí)題　109

第9章　噪聲圖像產(chǎn)生及處理　110
9.1　引言　110
9.2　圖像去噪　113
9.3　椒鹽噪聲　118
9.3.1　基本原理　118
9.3.2　算法步驟與流程圖　119
9.3.3　C語言代碼與分析　119
9.4　高斯噪聲　120
9.4.1　基本原理　120
9.4.2　算法步驟與流程圖　122
9.4.3　C語言代碼與分析　122
9.5　試驗(yàn)結(jié)果與分析　123
9.5.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?23
9.5.2　試驗(yàn)設(shè)備　123
9.5.3　試驗(yàn)步驟　124
9.5.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　124
9.6　分析與總結(jié)　126
習(xí)題　127

第10章　圖像平滑　128
10.1　引言　128
10.2　鄰域平均法圖像平滑　129
10.2.1　基本原理　129
10.2.2　算法步驟與流程圖　130
10.2.3　C語言代碼與分析　130
10.3　加權(quán)平均法圖像平滑　132
10.3.1　基本原理　132
10.3.2　算法步驟與流程圖　134
10.3.3　C語言代碼與分析　135
10.4　試驗(yàn)結(jié)果與分析　136
10.4.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?36
10.4.2　試驗(yàn)設(shè)備　136
10.4.3　試驗(yàn)步驟　136
10.4.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　136
10.5　分析與總結(jié)　138
習(xí)題　139

第11章　中值濾波　140
11.1　引言　140
11.2　中值濾波的基本原理　140
11.2.1　背景知識　140
11.2.2　中值濾波的基本原理　141
11.3　算法步驟與流程圖　143
11.4　C語言代碼與分析　143
11.5　試驗(yàn)結(jié)果　145
11.5.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?45
11.5.2　試驗(yàn)設(shè)備　145
11.5.3　試驗(yàn)步驟　145
11.5.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　146
11.6　分析與總結(jié)　148
習(xí)題　148

第12章　圖像銳化　149
12.1　引言　149
12.2　梯度銳化　149
12.2.1　基本原理　149
12.2.2　算法步驟與流程圖　152
12.2.3　C語言代碼與分析　152
12.3 拉普拉斯銳化　153
12.3.1　基本原理　153
12.3.2　算法步驟與流程圖　155
12.3.3　C語言代碼與分析　156
12.4　試驗(yàn)結(jié)果與分析　157
12.4.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?57
12.4.2　試驗(yàn)設(shè)備　157
12.4.3　試驗(yàn)步驟　158
12.4.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　158
12.5　分析與總結(jié)　160
習(xí)題　160

第13章　圖像灰度線性變換　161
13.1　引言　161
13.2　圖像灰度線性變換的基本原理　162
13.2.1　灰度變換　162
13.2.2　灰度線性變換　162
13.2.3　分段線性灰度變換　163
13.3　算法步驟與流程圖　165
13.4　C語言代碼與分析　165
13.5　試驗(yàn)結(jié)果與分析　166
13.5.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?66
13.5.2　試驗(yàn)設(shè)備　166
13.5.3　試驗(yàn)步驟　166
13.5.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　167
13.6　分析與總結(jié)　169
習(xí)題　169

第14章　圖像灰度非線性變換　170
14.1　引言　170
14.2　對數(shù)非線性變換　171
14.2.1　基本原理　171
14.2.2　算法步驟與流程圖　172
14.2.3　C語言DSP子程序與分析　172
14.3　指數(shù)非線性變換　174
14.3.1　基本原理　174
14.3.2　算法步驟與流程圖　174
14.3.3　C語言DSP子程序與分析　175
14.4　試驗(yàn)結(jié)果與分析　177
14.4.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?77
14.4.2　試驗(yàn)設(shè)備　177
14.4.3　試驗(yàn)步驟　177
14.4.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　177
14.5　分析與總結(jié)　179
習(xí)題　180

第15章　直方圖統(tǒng)計　181
15.1　基本原理　181
15.1.1　數(shù)字圖像的表示　181
15.1.2　數(shù)字圖像直方圖的統(tǒng)計原理　182
15.1.3　圖像灰度直方圖對比　183
15.1.4　灰度直方圖的應(yīng)用　183
15.2　算法步驟與流程圖　185
15.3　C語言代碼與分析　185
15.4　試驗(yàn)結(jié)果與分析　186
15.4.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?86
15.4.2　試驗(yàn)設(shè)備　186
15.4.3　試驗(yàn)步驟　186
15.4.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　187
15.5　分析與總結(jié)　188
習(xí)題　189

第16章　直方圖均衡化　190
16.1　基本原理　190
16.2　算法步驟與流程圖　191
16.3　C語言代碼與分析　193
16.4　試驗(yàn)結(jié)果　194
16.4.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?94
16.4.2　試驗(yàn)設(shè)備　194
16.4.3　試驗(yàn)步驟　194
16.4.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　194
16.5　分析與總結(jié)　197
習(xí)題　197

第17章　邊緣檢測　198
17.1　邊緣檢測　198
17.1.1　圖像邊緣的概念　199
17.1.2　邊緣檢測的原理　201
17.1.3　邊緣檢測的步驟　202
17.1.4　邊緣檢測的算法　202
17.2　Sobel算子　205
17.2.1　基本原理　205
17.2.2　算法步驟與流程圖　207
17.2.3　C語言代碼與分析　207
17.3　試驗(yàn)結(jié)果與分析　210
17.3.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?10
17.3.2　試驗(yàn)設(shè)備　210
17.3.3　試驗(yàn)步驟　210
17.3.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　211
17.4　分析與總結(jié)　213
習(xí)題　214

第18章　圖像取反　216
18.1　圖像取反基本原理　216
18.2　算法步驟與流程圖　217
18.3　C語言DSP子程序與分析　218
18.4　試驗(yàn)結(jié)果與分析　219
18.4.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?19
18.4.2　試驗(yàn)設(shè)備　219
18.4.3　試驗(yàn)步驟　219
18.4.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　220
18.5　分析與總結(jié)　222
習(xí)題　222

第19章　圖像閾值二值化處理　223
19.1　引言　223
19.2　閾值二值化基本原理　224
19.2.1　雙峰法　224
19.2.2　P參數(shù)法　225
19.2.3　大津法　225
19.2.4　最大熵閾值法　226
19.2.5　迭代法(最佳閾值法)　227
19.3　算法步驟與流程圖　227
19.4　C語言DSP子程序與分析　228
19.5　試驗(yàn)結(jié)果與分析　230
19.5.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?30
19.5.2　試驗(yàn)設(shè)備　230
19.5.3　試驗(yàn)步驟　230
19.5.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　231
19.6　分析與總結(jié)　233
習(xí)題　234

第20章　二維DCT　235
20.1　二維DFT概念及發(fā)展　235
20.1.1　一維傅里葉變換及其反變換　235
20.1.2　二維DFT及其反變換　237
20.1.3　快速傅里葉變換及反變換　238
20.2　二維DCT變換　238
20.2.1　從Fourier級數(shù)到余弦變換　238
20.2.2　余弦級數(shù)　239
20.2.3　連續(xù)余弦變換　239
20.2.4　一維離散余弦變換　239
20.2.5　二維離散余弦變換　240
20.2.6　二維DCT的應(yīng)用　241
20.3　算法步驟與流程圖　241
20.4　C語言代碼與分析　244
20.5　試驗(yàn)結(jié)果與分析　250
20.5.1　試驗(yàn)?zāi)康摹?50
20.5.2　試驗(yàn)設(shè)備　250
20.5.3　試驗(yàn)步驟　250
20.5.4　試驗(yàn)結(jié)果與比較　250
20.6　分析與總結(jié)　253
習(xí)題　253

參考文獻(xiàn)　254