基于DM642平台的图像灰度变换方法研究与实现毕业设计论文.docx
《基于DM642平台的图像灰度变换方法研究与实现毕业设计论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于DM642平台的图像灰度变换方法研究与实现毕业设计论文.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
基于DM642平台的图像灰度变换方法研究与实现毕业设计论文
毕业设计（论文）
题目：
基于DM642平台的图像灰度变换方法研究与实现
毕业论文（设计）原创性声明
本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：
日期：
毕业论文（设计）授权使用说明
本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。
有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。
学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。
保密的论文（设计）在解密后适用本规定。
作者签名：
指导教师签名：
日期：
日期：
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：
任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
3）其它
毕业设计（论文）诚信声明书
本人声明：
本人所提交的毕业论文《基于DM642平台的图像灰度变换方法研究与实现》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
论文作者：
（签字）时间：
2013年6月14日
指导教师已阅：
（签字）时间：
2013年6月14日
西安邮电大学
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
袁俭
指导教师
李大湘
职称
讲师
院（系）
通信与信息工程学院
专业
通信工程
题目
基于DM642平台的图像灰度变换方法研究与实现
任务与要求
任务：
本课题就是要研究一种有效的图像灰度变换算法，然后在DM642平台（Wintech试验箱）上用DSP把该算法实现出来，用于对图像进行灰度变换处理，改善图像的视觉效果。
1.完成图像的灰度变换算法研究；
2.在CCS3.3环境中开发DSP程序，实现所研究的图像灰度变换算法；
3.最终成果以论文与仿真程序的形式体现，要求详细说明算法的思路，并对试验结果进行比较和分析。
要求：
1.要有专用电脑，且安装CCS2.2或以上版本的DSP程序开发环境；
2.掌握C语言的DSP编程方法；
3.了解数字图像的不同灰度变换算法；
4.掌握CCS的使用方法；
5.了解图像灰度变换的主要应用领域；
6.在CCS中编写图像灰度变换子函数;
7.在CCS中用Simulator的方式开发一个能演示，且可看到的灰度变换效果的完整DSP工程文件；
8.写毕业论文；
开始日期
2013年3月11日
完成日期
2013年6月14日
院长（签字）
2013
年
3
月
12
日
西安邮电大学
毕业设计（论文）工作计划
2013年3月14日
学生姓名袁俭指导教师李大湘职称讲师
院（系）通信与信息工程学院专业通信工程
题目基于DM642平台的图像灰度变换方法研究与实现
工作进程
工作内容
起止时间
3月11日至3月31日阅读毕业设计（论文）规定，做需求分析,撰写设计方案
4月1日至4月10日阅读参考书目查找相关资料，了解课题的现状，撰写综述报告
4月11日至4月20日掌握课题待实现算法的相关理论与编程思想，撰写算法编程步骤，画出算法流程图
4月21日至5月5日编写与调试程序，得到试验结果，撰写试验报告
5月6日至6月10日撰写毕业论文与译文
6月11日至6月14日论文打印，装订，毕业答辩
主要参考书目（资料）
主要参考书目（资料
1、冈萨雷斯.《数字图像处理（MATLAB版）》电子工业出版社,2005.
2.张卫宁.《DSP原理与应用（第1版）》，科学出版社,2008.
3.WintchTS-DM64x实验箱软件实验指导手册.
4．以“图像平滑”和“图像去噪”为关键字，自己到学校图书馆中文数据库查找更多文献.
主要仪器设备及材料
1、电脑一台,能随时上网查阅资料
2、Wintech试验箱（办公室有）
3、CCS仿真软件系统
论文（设计）过程中教师的指导安排
每周指导一次，主要解答学生问题，指导研究进度，并检查阅读资料笔记和仿真程序。
对计划的说明
本计划为开题之初所定，后续会根据具体情况随时调整，最终一定按毕业设计规定结束日期完成。
西安邮电大学
毕业设计（论文）开题报告
通信与信息工程学院院（系）通信工程专业09级05班
课题名称：
基于DM642平台的图像灰度变换研究与实现
学生姓名：
袁俭学号：
03091180
指导教师：
李大湘
报告日期：
2013年3月15日
1．本课题所涉及的问题及应用现状综述
本课题所涉及的问题：
1当前灰度变换技术的发展与现状。
2数字图像灰度变换有哪几种方法，原理是什么，如何使用。
3对几种数字图像灰度变换算法进行简单的比较，其发展趋势如何。
应用现状综述：
近年来，随着电子计算机技术的进步，计算机图像处理得到了飞跃的发展，己经成功的应用于几乎所有与成像有关的领域，并正发挥着相当重要的作用。
它利用计算机对数字图像进行系列操作，从而获得某种预期的结果。
对图像进行处理时，经常运用图像灰度增强技术以改善图像的质量。
目前图像灰度增强处理的应用已经渗透到医学诊断、航空航天、军事侦察、指纹识别、无损探伤、卫星图片的处理等领域，在国民经济中发挥越来越大的作用。
图像灰度增强是根据特定的需要通过增加图像灰度对比度的方法突出图像中的重要信息，同时减弱或去除不需要的信息，从而有目的的强调图像的整体或局部特征。
图像灰度增强的主要目的是改善图像的视觉质量，让观察者能够看到更加直接、清晰、适于分析的信息。
从不同的途径获取的图像，通过进行适当的灰度增强处理，可以将灰度对比度过低甚至根本无法分辨的原始图像处理成清晰的便于视觉观察的图像，或者便于计算机对感兴趣的目标进行检测和测量的图像。
目前灰度变换的几种重要方法：
（1）传统的图像灰度增强方法
传统的图像灰度增强方法可以分为空域法和频域法两大类。
（2）基于多尺度分析的图像灰度增强方法
（3）数学形态学灰度增强方法
数学形态学是用具有一定形态的结构元素去量度和提取图像中的对应形状，以达到对图像分析和识别的目的。
（4）模糊增强方法
近年来不少学者致力于把模糊集理论引入图像处理和识别技术的研究。
由于图像本身的复杂性，多灰度分布所带来的不确定性和不精确（即模糊性），使得用模糊集合理论进行图像处理成为可能。
另外，模糊集方法和神经网络、遗传算法结合用于图像狄度增强的方法正在研究之中。
2．本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析
课题中重点研究的关键问题：
1了解与掌握灰度变换的相关原理。
2了解并掌握几种重要的灰度变换方法。
3比较几种方法之间的优缺点，适用范围。
课题中重点研究的解决的思路：
1.了解目前实用灰度变换的方法分类，对该领域的基本情况有一定的认识。
2.查阅文献资料，学习灰度变换中的几种代表性方法，即线性灰度变换、分段线性灰度变换、直方图均衡
3.深入学习CCS软件的使用，，掌握各种算法的基本理论，熟悉各种工具箱的操作，并对代码进行学习和研究。
4.与老师进行沟通交流，对几种算法进行简单比较，分析各自的特色
预期目标的可行性分析：
1.查阅资料文献，分析国内外灰度变换的现状，便于对该技术提出新的问题和见解。
2.提升自己独立的自学能力，深入了解各种算法之间的特色以便于问题进行进一步的深化解决，了解和运用算法并做好代码。
3.对图像灰度变换的知识拓展可以更全面的分析几种算法优缺点，以便对技术进行改进。
4.培养了独立开展研究的能力，掌握了科研的基础方法，对图像灰度变换有更加全面的认识，能有效解决现实中遇到的问题
3．完成本课题的工作方案
1.收集资料，调查研究图像灰度变换领域的发展趋势，前景，应用，核心技术等背景知识。
2.集中对图像灰度变换的几种重要算法进行原理上的学习。
3.对CCS2.2进行较为细致的学习，熟练掌握几种灰度变换的方法及适用范围。
4.针对设计中使用的算法，编制处理程序，并上机进行调制和优化，对图像处理过程进行仿真。
5.根据仿真结果，分析进行灰度变换后图像的各种性能指标，整理得出结论，验证算法研究。
6.撰写论文，整理实验结果，准备答辩工作。
4．指导教师审阅意见
课题较为实用，前期调研充分，符合边缘检测的发展趋势。
同意开题。
指导教师（签字）：
2013年 3月24 日
说明：
本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在毕业论文（设计）正式开始的第1周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。
西安邮电大学毕业设计（论文）成绩评定表
学生姓名
袁俭
性别
男
学号
03091180
专业班级
通工0905班
课题名称
基于DM642平台的图像灰度变换研究与实现
课题
类型
科研项目
难度
一般
毕业设计（论文）时间
2013年3月11日～6月14日
指导教师
李大湘
（职称讲师）
课题任务
完成情况
论文13.3（千字）；设计、计算说明书（千字）；图纸24（张）；
其它（含附件）：
指导教师意见
分项得分：
开题调研论证分；课题质量（论文内容）分；创新分；
论文撰写（规范）分；学习态度分；外文翻译分
指导教师审阅成绩：
指导教师（签字）：
2013 年 月 日
评
阅
教
师
意见
分项得分：
选题分；开题调研论证分；课题质量（论文内容）分；创新分；
论文撰写（规范）分；外文翻译分
评阅成绩：
评阅教师（签字）：
2013年 月 日
验
收
小
组
意
见
分项得分：
准备情况分；毕业设计（论文）质量分；（操作）回答问题分
验收成绩：
验收教师（组长）（签字）：
2013 年 月 日
答
辩
小组
意
见
分项得分：
准备情况分；陈述情况分；回答问题分；仪表分
答辩成绩：
答辩小组组长（签字）：
2013年月日
成绩计算方法
（填写本系实用比例）
指导教师成绩20（％）评阅成绩30（％）验收成绩30（％）答辩成绩20（％）
学生实得成绩（百分制）
指导教师成绩评阅成绩验收成绩
答辩成绩总评
答
辩
委
员
会
意
见
毕业论文（设计）总评成绩（等级）：
院（系）答辩委员会主任（签字）：
院（系）（签章）
2013年6月日
备
注
西安邮电大学毕业论文（设计）成绩评定表（续表）
摘要
视觉是人类最重要的感知手段之一，他是我们从大自然中获取信息的最主要的来源。
据统计表明我们从外界获取的信息中有百分之七十是视觉信息。
“眼见为实”这句话充分证明了图像信息所带来的效果是声音和文字是无法相提并论的。
人们获取视觉信息的重要途径就是图像。
但是原始图像不一定达到我们的需求，因此我们需要借助图像增强技术来提高图像的质量以达到我们的需求。
其中灰度变换能增加图像的动态范围，使图像的对比度增大，图像更清晰，特征也更明显。
灰度线性变换和非线性变换虽然算法较简单，但是却不能让图像达到图像所允许的最大灰度变换的范围，这样图像的层次感就不够鲜明，很容易丢失信息；而直方图均衡化虽然能增强图像的对比度，但是其增强效果却不受控制，会降低图像的分辨率，造成细节模糊，还会出现简并现象；局部均衡化是一种自适应算法，能增强感兴趣的目标，最大化地增强细节，但是算法复杂度太高，邻域窗口大小需要手动操作不断尝试，还会引进许多噪声。
针对上述问题，本文在DSP软件仿真环境下进行了灰度变换的实验。
通过实验发现这种方法对于灰度变化少的图像非常适用。
能有效地抑制背景的增强过度，减少细节简并，能得到层次感较好，特征鲜明的图像。
针对不同特点的图像采用相应的图像增强方法可以达到较好的增强效果。
实现结果表明，本文提出的改进方法对于某些图像取得了比现有增强方法更好的效果。
关键词：
图像增强；图像平滑；图像去噪
ABSTRACT
Edgedetectiontechnologyisthebasisofimageanalysisandprocessing,imagesegmentation,imageenhancement,imagerestoration,patternrecognition,imagecompressionisahotissueofresearchinthefieldofimageprocessing.Visionisthemostimportanthumanperceptionmeans,visualinformationisthemainsourceofinformationofourhumanityfromnature,accordingtostatisticsabout70percentofthetotalhumaninformationobtainedfromoutside.Archaismcloud:
"seeingisbelieving",whichfullyshowsthatvisualeffectsarebroughtbythevisualinformationofthetextandvoicecannotreach.
Imageisthehumanaccesstoimportantwayofvisualinformation.Inimageprocessing,imageenhancementtechnologyinimprovingtheimagequalityhasanimportantrole.Strengtheningcanmakeimagedynamicrange,imagecontrastenhancement,imageisclear,characteristicisobvious.Traditionallineargrayleveltransformationandnon-lineargray-scaletransformationcanmaketheimagegraylevelrangeisdifficulttoachieveimageformatsallowedbythemaximumgrayleveltransform,theimageoftheadministrativeactisnotgood,theimageinformationloss,etc.Histogramequalizationtoenhancethevisibilityofthewholeimageautomatically,butcannotadapttolocalluminanceofimagefeatures,pronetograyscaledegeneratephenomenon,resultinginthedetailsareaismissing,atthesametimealsomoresensitivetonoise;Localhistogramequalizationisakindofadaptivemethod,canenhancethedetailstoagreatextent,butitisalargeamountofcalculation,willintroducealotofnoiseatthesametime.Aimingattheseproblemsthispaperproposesaadaptivehistogramequalizationalgorithmbasedondynamicthreshold.Throughexperiment,themethodforthebackgroundregion,grayimageisveryappropriate.Caneffectivelyinhibittheexcessiveincreaseofbackground,andreducethetargetdetailsdegeneratephenomenon,administrativelevelsfeelinggoodimageisobtained.
Accordingtothecharacteristicsofdifferentimageswithcorrespondingimageenhancementmethodcanachievegoodeffect.Implementationresultsshowthattheproposedimprovedmethodforsomeimageachievedbetterresultsthantheexistingmethod.
Keywords:
Imageenhancement;theimagesmooth;Imagedenoising
引言
一般来说，图像增强的目的是为了增加图像的对比度，从而得到处理后的图像更适合某种特定的应用。
图像处理是很具有目的性的，人们感兴趣的只是目标本身，对背景什么的却并不关注。
因此可以采用灰度变换方法对图像进行增强。
图像增强处理技术分成两大类：
频域处理方法，基础是卷积定理，采用修改图像傅立叶变换的方法实现对图像的增强。
常用的方法，低通滤波，高频提升滤波、同态滤波等；空域处理方法，直接对图像中的像素灰度进行处理，基本上是以灰度映射变换为基础。
所用的映射变换取决于增强的目的。
包括灰度变换、直方图修正，平滑和锐化处理、彩色增强等。
在我们获取图像的过程中，由于光照、天气等多种因素影响，图像不能达到要求，我们就可以利用一系列图像增强技术来改善图像质量，使其能直观清晰地观察。
本文会对经典的灰度线性变换，非线性变换，直方图均衡化和局部直方图均衡化进行详细的分析。
并用DSP仿真软件实现灰度线性变换的过程。
对效果图进行比较分析，确定灰度线性变换在灰度变换技术中是十分重要的。
1 绪论
1.1 课题研究背景和意义
图像是人类了解世界的最重要手段，科学的研究和统计表明，人类的视觉系统，能帮助我们从外部获得的信息75％以上的图像[1]，图片给我们的信息是非常丰富的。
图像信息是其他的信息不能取代的。
为了能尽快地获取目的信息，抑制或删除一些不必要的信息，各种计算机视觉处理方法应运而生。
用计算机对图像进行各种各样变换处理，使图像达到特定的质量要求。
灰度变换是图像处理中非常重要的领域。
随着电子计算机技术的进步,计算机图像处理今年得到飞跃发展,已经成功的应用于几乎与所有与成像有关的领域,并正发挥着其重要作用。
它利用计算机对数字图像进行系列操作,从而获得预期的结果。
对图像进行处理时,经常运用图像增强技术以改善图像的质量。
通常情况下，我们获取的图片或多或少都会有质量下降的现象。
这是由于光照条件不足或者过度会使图像对比度过低或过高，造成图像过量或者太暗，还有图像在传输过程中免不了会出现一些噪声；还有光学系统的失真或者相对运动等都会造成图片模糊不清。
所以说我们获取的原始图片在清晰度或者对比度上都存在问题。
虽然我们对于图片的目的性不同，衡量图片的标准不同，但是根据所需的要求对图片进行处理，改善图片质量拥有很大的发展前景。
由于影响系统图像清晰程度的因素很多，图像质量降低了，有的会不干净，看不清细节；有的会变的模糊不清，甚至连概貌都看不出来。
所以，只有对图像进行处理过后才能对其分析。
图像增强可以不需要考虑图像质量的下降，只需要将图像中感兴趣的特征选择性的突出，而抑制或删除不需要的特征，它的目的主要是提高图像的可懂度。
因此，其应用领域广泛，需要对图像有一定要求的地方都会使用这类技术。
如医学诊断[4]、机器视觉、公安、国防、航空航天[6]、测绘等等。
随着计算机技术的发展，人们对图像也提出了不同的要求。
比如动漫的制作，服装设计，工程设计，工艺品设计等等，这已经形成了一门新的艺术。
新的应用[7]就是在人们的需求下不断产生，灰度变换增强技术也在这强大的动力下迅猛的发展，不难想象，将来图像灰度变换技术一定能发挥更重要的作用。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
图像灰度变换是根据特定的需要通过增加图像灰度对比度的方法突出图像中的重要信息，同时减弱或去除不需要的信息，从而有目的的强调图像的整体或局部特征。
图像灰度变换是图像处理的非常重要的部分，图像灰度增强方法在改善图像质量方面发挥了重要作用。
随着我们对图像处理要求的提高，不断有新的图像增强技术出现。
目前图像灰度增强主要分为如下几类：
1）传统的图像灰度增强方法
传统的图像灰度增强方法可以分为空域法和频域法两大类。
为了满足不同的图像特点，各种各样的灰度变换方法
升级会员 