基于CCS的数字图像直方图均衡化的设计
作者：杨 宏
来源：《现代电子技术》2010年第08期
        摘 要:直方图均衡化是最常用的图像增强方法之一,目前大多是用Matlab软件仿真,不利于硬件实现。为了克服这一不足,这里给出了直方图均衡化算法以及程序设计流程,并在CCS v3.1的软件仿真环境下进行仿真实验。结果表明,对图像进行直方图均衡化达到了增强的效果。这为图像处理提供了一种硬件实现的方法。
        关键词:CCS; 直方图均衡化; 数字图像; Matlab
        中图分类号:TP311文献标识码:B
        文章编号:1004-373X(2010)08-0111-02
        Design of Digital Image Histogram Equalization Based on CCS
        YANG Hong
        (College of Electronic Engineering, Xi’an University of Post and Telecommunications, Xi’an710061, China)
        Abstract:Histogram equalization is one of the image enhancement methods in common use.At present,the usage of Matlab software simulation is not benefit for hardware implementation. In order to overcome this shortfall, a histogram equalization algorithm and program design process are given, and the simulation is done in the CCS v3.1 software simulation environment. The results show that the histogram equalization on images achieves an enhanced effect. The method ofhardware implementation is provided for the image processing.
        Keywords:CCS; histogram equalization; digital image; Matlab
        图像增强处理技术一直是图像处理领域中一类非常重要的基本处理技术[1-2]。通过采用适当的增强处理技术,可以将原本模糊不清,甚至根本无法分辨的原始图片处理成清楚、明晰的含大量有用信息的可使用图像,因此,此类图像处理技术在医学、遥感、微生物、刑侦以及军事等诸多领域得到了广泛应用。灰度直方图[3-4]是数字图像处理中一个最简单、最有用的
工具,它描述了一幅图像的灰度级内容。直方图均衡化[5-7]是最常用的图像增强方法之一。
        1 直方图均衡化算法
        直方图均衡化算法将原图像的直方图改变为在整个灰度范围内基本均匀分布的形式,由此扩大了像素灰度的动态范围,从而增强了图像的对比度。直方图均衡化算法步骤为:
        (1) 给出原始图像的所有灰度级 S k(k=0,1,2,…,L-1)。
        (2) 统计原始图像各灰度级的像素数n k。 
        (3) 根据原图像,计算灰度直方图
          P(S k)=n k/n,k=0,1,2,…,L-1(1) 
        式中: n为总像素数;n k为灰度级S k的像素数。 
        (4) 计算原始图像的累积直方图
          t E=EH(S k)=∑ki=0(n i/n)=∑ki=0P S(S i)
        0≤S k≤1,k=0,1,2,…,L-1(2)
        (5) 取整计算
          U k=int[(n-1)t k+k/n](3)
        (6) 确定映射关系
          S k→U k
        (7) 统计新直方图各灰度级 U k的像素数目n k。 
        (8) 计算新的直方图
          P(t k)=n k/n(4) 
        2 基于CCS的数字图像直方图均衡化的设计
        CCS v3.1(Code Composer Studio IDE v3.1)是TI公司推出的集成可视化DSP软件开发工具。它是一种针对TMS320系列DSP的集成开发环境,在Windows操作系统下,采用图形接
口界面,提供环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具[8-10]。CCS有两种工作模式,即软件仿真器模式和硬件在线编程模式。本文主要采用软件仿真器模式,即可以脱离DSP芯片在PC机上模拟DSP的指令集和工作机制,主要用于前期算法实现和调试。
        根据数字图像直方图均衡化和DSP的特点,基于DSP的数字图像直方图均衡化的程序流程如图1所示。
        图1 数字图像直方图均衡化的程序流程图
        3 实验结果
        Cameraman,Lena,Coins作为原始图像分别如图2(a),图3(a),图4(a)所示;直方图均衡化所得的图像分别如图2(b),图3(b),图4(b)所示;处理前(上半部分)、后(下半部分)的直方图分别如图2(c),直方图均衡化方法图3(c),图4(c)所示。分别比较原始图像与直方图均衡化所得的图像、处理前(上半部分)与后(下半部分)的直方图,可以得出对图像进行直方图均衡化达到了增强的效果。
        图2 Cameraman原始图像、直方图均衡化
        所得的图像及处理前、后的直方图
        4 结 语
        本文给出了直方图均衡化算法以及程序设计流程,并在CCS v3.1的软件仿真环境下进行仿真实验。结果表明,对图像进行直方图均衡化达到了增强的效果,为图像处理提供了一种硬件实现方法。
        图3 Lena原始图像、直方图均衡化
        所得的图像及处理前、后的直方图
        图4 Coins原始图像、直方图均衡化所得的图像及处理前、后的直方图
        参考文献
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