文档介绍：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:隋郁学号20**********
指导教师:顾庆水
实验五图像阈值化
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BF609 DSP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。
2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。
3实验环境
Core Embedded Studio ;
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AZURE-BF609开发板上带有一片BF609 *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。
HPUSB-ICE仿真器一套。
4实验原理
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。
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。
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:阈值直方图压缩
CNV0~3: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:
5实验步骤
导入实验项目
建立工作目录,如E:\MyWorkspace
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PVP Demo拷贝到工作区文件夹E:\MyWorkspace
在CCES中点击FileàImport导入项目,导入对话框中选择GeneralàExisting Projects into Workspace
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框。
点Finish,完成项目导入。
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