首页 > 其他分享 >基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)

时间:2024-01-11 15:03:27浏览次数:25  
标签:TIC6000 教学实验 变换 数字图像处理 余弦 离散 LCD 图像 DCT

一、实验目的

学习图像离散余弦变换的原理,掌握图像的读取方法,并实现在LCD上显示余弦变换前后的图像。

二、实验原理

图像离散余弦变换

图像的离散余弦变换广泛用于图像的压缩。对原始图像进行离散余弦变换,变换后DCT系数能量主要集中在左上角,其余大部分系数接近于零,DCT具有适用于图像压缩的特性。将变换后的DCT系数进行门限操作,将小于一定值得系数归零,这就是图像压缩中的量化过程,然后进行逆DCT运算,可以得到压缩后的图像。

离散余弦变换(DCT for Discrete Cosine Transform)是与傅里叶变换相关的一种变换,它类似于离散傅里叶变换(DFT for Discrete Fourier Transform),但是只使用实数。离散余弦变换相当于一个长度大概是它两倍的离散傅里叶变换,这个离散傅里叶变换是对一个实偶函数进行的(因为一个实偶函数的傅里叶变换仍然是一个实偶函数),在有些变形里面需要将输入或者输出的位置移动半个单位。

对于给定的实际数据序列x( 0 ),X( 1 ),x( 2 )……X(N-1)的DCT算法如下:

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_图像压缩

其中:

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_视频处理_02

二维离散余弦变换如下:

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_傅里叶变换_03

其逆运算是:

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_视频处理_04

量化

量化过程实际上就是对DCT系数的一个优化过程。它是利用了人眼对高频部分不敏感的特性来实现数据的大幅简化。整个过程实际上是简单地把频率领域上每个成份,除以一个对应于该成份的常数,接着四舍五入取最接近的整数。这是整个过程中的主要的运算。以这个结果来说,经常会把很多高频率的成份四舍五入而接近0,且剩下很多会变成小的正或负数。

整个量化的目的是减小非“0”系数的幅度以及增加“0”值系数的数目。量化是图像质量下降的最主要原因。

因为人眼对亮度信号比对色差信号更敏感,因此使用了下表两种量化表:亮度量化值和色差量化值。

JPEG亮度量化表

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_傅里叶变换_05

JPEG色度量化

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_视频处理_06

程序流程设计

程序流程设计中首先要进行外设使能配置,接着进行LCD管脚复用配置和LCD中断配置,进行LCD显示的初始化,然后读取工程目录下的BMP图像并进行图片的色彩分离,进行DCT和IDCT变换,最后将图像还原并将图像数据显示到LCD上。

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_视频处理_07

图形处理库

C6000 图像处理库 (IMGLIB) 是为 C 程序员优化的图像/视频处理函数库。它包括 C 可调用的通用图像/视频处理例程,使用这些例程,可以获得比使用同等标准 ANSI C 语言代码更高的性能。通过提供带有源代码的即用型 DSP 功能,IMGLIB 可以显着缩短应用程序开发时间。提供的功能包括压缩、视频处理、机器视觉和医学成像。本实验中使用的功能是图像压缩和解压,实现正向和反向 DCT。

TMS320C6748处理器使用的是imglib_c64Px_3_1_0_1。

imglib_c64Px_3_1_0_1

将安装到CCS5.5 的安装路径,安装完成后会有相应的文件夹出现。源码所在路径:\imglib_c64Px_3_1_0_1\packages\ti\vlib\src

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_图像压缩_08

DCT变换

程序使用 IMGLIB 的库来进行DCT变换,调用的程序源码和使用说明可以安装IMGLIB后查看。调用的DCT变换函数中,第一个参数是指向 8x8 DCT 块的指针,第二个参数是DCT块的数量。

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_图像压缩_09

IDCT反变换

程序使用 IMGLIB 的库来进行IDCT反变换,调用的程序源码和使用说明可以安装IMGLIB后查看。调用的DCT变换函数中,第一个参数是指向 8x8 IDCT 块的指针,第二个参数是IDCT块的数量。

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_傅里叶变换_10

三、操作现象

实验设备

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_视频处理_11

硬件连接

(1)连接仿真器和电脑的USB接口,

(2)将拨码开关拨到DEBUG模式01111,连接实验箱电源,拨动电源开关上电。

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_视频处理_12

软件操作

导入工程,选择Demo文件夹下的对应工程

编译工程,生成可执行文件

将CCS连接实验箱并加载程序

程序加载完成后点击运行程序

运行程序后,CCS的Console窗口会打印相关信息,同时LCD会显示标题。

稍等片刻后,图像处理完成,LCD会显示原图像、DCT变换图像、IDCT变换图像及还原后的图像。

实验结束后,先点击黄色按钮暂停程序运行,再点击红色按钮退出CCS与实验箱的连接,最后实验箱断电即可。

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_图像压缩_13

基于TIC6000 DSP教学实验箱_数字图像处理操作教程:5-20 图像离散余弦变换(LCD显示)_图像压缩_14

标签:TIC6000,教学实验,变换,数字图像处理,余弦,离散,LCD,图像,DCT
From: https://blog.51cto.com/u_16123606/9199347

相关文章

  • 基于TIC6000的DSP教学实验箱操作教程:5-18 RGB24图像灰度转换(LCD显示)
    一、实验目的学习RGB24图像灰度转换的原理,掌握图像的读取方法,并实现在LCD上显示灰度转换前后的图像。二、实验原理RGB24图像灰度转换RGB颜色空间作为一种常用的彩色图像表示模型,分别用红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的组合来表示每个像素的颜色。一般情况下,RGB彩色图像灰度化有三种转化方案:(1)......
  • 嵌入式教学实验箱_数字信号处理实验箱_操作教程:5-16 灰度图像线性变换(LCD显示)
    一、实验目的学习灰度图像线性变换的原理,掌握图像的读取方法,并实现在LCD上显示线性变换前后的图像。二、实验原理图像线性变换一般成像系统只具有一定的亮度范围,亮度的最大值与最小值之比称为对比度。由于形成图像的系统亮度有限,常出现对比度不足的弊病,使人眼观看图像时视觉效果很......
  • 嵌入式教程_DSP教学实验箱操作:5-14 灰度图像二值化(LCD显示)
    一、实验目的学习灰度图像二值化的原理,掌握图像的读取方法,并实现在LCD上显示二值化前后的图像。二、实验原理图像二值化图像的二值化处理就是将图像上的点的灰度置为0或255,也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果。即将256个亮度等级的灰度图像通过适当的阀值选取而获得仍然可......
  • [数字图像处理笔记] 第六章 图像复原
    1.图像复原及退化模型1.1图像复原图像复原:根据退化原因,建立相应的数学模型,从被污染或畸变的图像信号中提取所需要的信息,沿着使图像降质的逆过程恢复图像本来面貌。根据不同指标进行分类:在给定退化模型条件下:无约束和有约束根据是否需要外界干预:自动和交互根据处......
  • [数字图像处理笔记] 第四章 图像变换
    1.连续傅里叶变换1.1一维连续傅里叶变换一维连续傅里叶正变换(\(\text{1-DimensionalContinuousFourierTransform}\))对于函数\(f(x)\),一维连续傅里叶变换有如下定义:\[\Re:\;F(u)=\int_{-\infty}^{\infty}f(x)e^{-j2\piux}\text{d}x\]其中\(j^2=1\).一......
  • [数字图像处理笔记] 第二章 数字图像处理基础
    1.数字图像处理基础知识1.1图像数字化及表达1.1.1图像数字化将代表图像的连续(模拟)信号转换为离散(数字)信号的过程。1.1.2图像表达任一幅图像,根据它的光强度(亮度、密度或灰度)的空间分布,均可以用下面的函数形式来表达:\[I=f(x,y,z,\lambda,t)\]数字图......
  • [数字图像处理笔记] 第一章 概述
    1.数字图像处理及特点1.1基本概念图物体反射或者透射电磁波的分布像人的视觉系统对接收的图信息在大脑中形成的印象图像“图”和“像”的结合,可以直接或间接作用于人的视觉系统而产生的视知觉实体图像处理模拟图像处理也称光学图像处理,是利用光学透镜或光......
  • 数字图像处理第五章
    数字图像处理5.频域图像增强(1)空域图像增强和频域图像增强结合起来是图像增强技术的完整内容。(2)频谱:频谱是在频域中反应了图像幅度和相位随频率分布情况的描述图像特征的方法。​ ①图像平坦区域对应频谱中低频成分,图像细节内容对应频谱中高频成分。​ ②频域图像增强利用......
  • 数字图像处理第三章
    数字图像处理3.空域图像增强3.1背景知识(了解)(1)图像增强技术:通过对图像的处理,使图像处理更适合一个特定的应用。(处理通常与改善视觉效果一致)(2)空域图像增强分为点处理和邻域处理。​ ①点处理:增强操作即为灰度级映射......
  • 数字图像处理八九章学习总结
    数字图像处理8.数字形态学图像处理8.1背景&基础(1)基本思想:选择具有一定尺寸和形状的结构元素度量,并提取其相关形状结构图像分量,以达到对图像分析和识别的目的。(2)并集A∪B、交集A∩B、补集Ac、差集A-B、映射、平移(A)z(3)结构元素:一个由0值和1值组成的矩阵。每个......