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1、课程设计任务书学 院信息科学与工程专 业电子信息工程学生姓名班级学号课程设计题目数字图像处理在DSP上的实现（缩小）课程设计目的与要求:技术要求:1. 能从计算机上读取图片 2. 编写程序,在TMS320C09上实现工作计划与进度安排:2012年 12月31日 选题目查阅资料203年 01月04日 查阅资料013年 0月0日 - 23年 01月 09日 上机调试213年 01月1日 撰写课程设计报告、答辩指导教师： 年 月日专业负责人：年 月 日学院教学副院长:年 月 日成绩评定表学生姓名班级学号专 业电子信息工程课程设计题目数字图像处理在S上的实现缩小评语组长签字:成绩日期 年 月 日摘 要
2、以MS32C5501为例,介绍了其系列S(digital signa prcessing)芯片HP(hstport iterface)口的各个组成部分及其功能，并以T951单片机作为主处理机，阐述了与TMS2055之间实现数据共享的方法，成功地解决了主处理机通过HI接口对DP内部数据进行在线修改和实时监控的问题。最后给出了如何用P口实现程序的加载引导,以提高程序运行速度的方法。关键词:MS320550,DSP，P口；目 录绪 论1、基本原理21. 数字图像处理常用方法1.2 数字图像处理的优点3 数字图像缩小基本原理42、 TM320C5的硬件结构52.1 C5X的CPU体系结构2.2 指令缓
3、冲单元(）5. 指令缓冲单元（P)524 指令缓冲单元（A)625 指令缓冲单元(D)63、数字图像缩小设计方法8.设计思路83. 实验步骤84、数字图像缩小的CCS实现.1简述C环境14.1CS主要特点104.1. DS/BIS和API函数以及T插件94 CS配置104.3 S环境中工程文件的使用10.3.1 建立工程文件4.3.2 创建新文件1. 向工程项目中添加文件14.编译链接和运行目标文件44.4.1对程序进行编译链接4.42装载U文件145、运行结果1结论15附录 程序清单23参考文献41、课题分析DS作为一种先进的可编程处理器，近几年来应用极其广泛。其中，M0C55是I公司推出的
4、定点系列数字信号处理芯片,它具有运算速度高、CPU结构优化、功耗低和智能化外设等特点,特别适用于实时嵌入式系统的开发。它已成为数字产品设计中低成本、低功耗、高性能的数字信号处理芯片的首选，在便携式仪器、消费类电子、医疗设备等领域得到广泛的应用。但我们在学习中发现TMS305系列芯片存在2个应用问题：S应用系统一旦开发完成投入使用后,再想对DSP内的数据进行监控,或者在线修改很不方便,不管是接串口，还是接I/O口都要占用DSP的硬件资源，同时软件的开销也非常大。在P扩展程序数据存储器时,FLAS 因其烧写方便而较为常用，但这类器件数据存取速度慢，难以满足DSP系统高速运行的要求。这也是限制TM3
5、2C55广泛应用的一个因素。此外，TI的TS20C55系列DSP芯片内部提供了标准的8位HP主机接口，用来与主设备或者主处理器接口，在通过I口和主机通信的过程中,完全没有硬件和软件的开销,而由D自身的硬件协调冲突,从而不会打断DSP正常程序的运行,且利用HP口,还能成功地进行程序加载引导。传感器采集到的模拟信号经过滤波放大后,由模/ 数转换器转换成相应的数字信号, 再由SP( TMS355x)进行数字信号处理,将处理后的数据通HI(主机接口) 传送到单片机89S中，单片机内嵌入TC IP 协议,它主要负责数据的远程通信,完成网络数据的拆包与主机接口数据的打包。单片机通过并行接口与以太网控制器连
6、接,以中断方式实现并行通信。以太网控制器接收到网络传输到的数据后，通过MC比较、CR 校验后,存到接收缓冲区;收满一帧后，以中断方式通知单片机。单片机对接收到的数据进行判断,如果是UDP数据包，则检查P地址和端口号,如果正确则接收数据包，并解包，然后将数据部分发送至DSP。反之,如果接收到DS发送来的数据,则将数据按照UDP协议格式打包，然后送到以太网控制器中的发送缓冲区,传输到网络上。T0C5x系列DSP与PC机通信的方式有两种：一种是利用DSP的主机接口I与C并行口连接，由软件来设定通信波特率和握手方式。另一种方式是通过专用的异步通信芯片来实现,它可以实现SP与PC机的高速数据通信。本次设
7、计主要采用第一种方式来实现。1、基本原理1.1 数字图像处理常用方法1图像取样和量化一幅图像的和坐标及幅度可能都是连续的。为了把它转换成数字形式,必须在坐标和幅度上都做取样操作。数字化坐标值称为取样，数字化幅度值称为量化。2图像增强和复原图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量,如去除噪声,提高图像的清晰度等。图像增强不考虑图像降质的原因,突出图像中所感兴趣的部分。如强化图像高频分量，可使图像中物体轮廓清晰，细节明显;如强化低频分量可减少图像中噪声影响。图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解,一般讲应根据降质过程建立“降质模型”,再采用某种滤波方法，恢复或重建原来的图像。. 彩色图像处理彩色
8、图像处理已经成为一个重要领域，因为基于互联网的图像处理应用在不断增长。彩色图像处理可分为两个主要领域:全彩色处理和伪彩色处理。在第一类中，图像用全彩色传感器获取,如彩色电视摄像机或彩色扫描仪。在第二类中,对特定的单一亮度或亮度范围赋予一种颜色。到目前为止,数字彩色图像处理多为伪彩色处理。. 图像编码压缩图像编码压缩技术可尽量减少描述图像的数据量,以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量。这一过程实际上就是将二维像素阵列变换为一个在统计上无关联的数据集合。压缩可以在不失真的前提下获得，也可以在允许的失真条件下进行。编码是压缩技术中最重要的方法,它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技
9、术。5. 图像分割图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。分割将图像细分为构成它的子区域或对象。分割的程度取决于要解决的问题。图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来,其有意义的特征有图像中的边缘、区域等,这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。对图像分割的研究还在不断深入之中，是目前图像处理中研究的一个热点。6. 图像描述图像描述是图像识别和理解的必要前提。作为最简单的二值图像可采用其几何特性描述物体的特性,一般图像的描述方法采用二维形状描述，它有边界描述和区域描述两类方法。对于特殊的纹理图像可采用二维纹理特征描述。随着图像处理研究的深入发展,已经开始进行三维物体描述的研究，提出了体积描
10、述、表面描述、广义圆柱体描述等方法。1.2 数字图像处理的优点1 再现性好 数字图像处理与模拟图像处理的根本不同在于,它不会因图像的存储、传输或复制等一系列变换操作而导致图像质量的退化。只要图像在数字化时准确地表现了原稿,则数字图像处理过程始终能保持图像的再现。 处理精度高 按目前的技术,几乎可将一幅模拟图像数字化为任意大小的二维数组,这主要取决于图像数字化设备的能力。现代扫描仪可以把每个像素的灰度等级量化为1位甚至更高,这意味着图像的数字化精度可以达到满足任一应用需求。对计算机而言，不论数组大小,也不论每个像素的位数多少,其处理程序几乎是一样的。换言之，从原理上讲不论图像的精度有多高,处理总
11、是能实现的,只要在处理时改变程序中的数组参数就可以了。回想一下图像的模拟处理,为了要把处理精度提高一个数量级，就要大幅度地改进处理装置,这在经济上是极不合算的。3适用面宽图像可以来自多种信息源，它们可以是可见光图像,也可以是不可见的波谱图像（例如射线图像、射线图像、超声波图像或红外图像等)。从图像反映的客观实体尺度看,可以小到电子显微镜图像,大到航空照片、遥感图像甚至天文望远镜图像。这些来自不同信息源的图像只要被变换为数字编码形式后,均是用二维数组表示的灰度图像（彩色图像也是由灰度图像组合成的，例如RG图像由红、绿、蓝三个灰度图像组合而成）组合而成,因而均可用计算机来处理。即只要针对不同的图像
12、信息源,采取相应的图像信息采集措施，图像的数字处理方法适用于任何一种图像。4.灵活性高 图像处理大体上可分为图像的像质改善、图像分析和图像重建三大部分,每一部分均包含丰富的内容。由于图像的光学处理从原理上讲只能进行线性运算,这极大地限制了光学图像处理能实现的目标。而数字图像处理不仅能完成线性运算,而且能实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系来表达的一切运算均可用数字图像处理实现。1.3 数字图像缩小基本原理在计算机图像处理中图像缩放mag saig是指对数字图像的大小进行调整的过程。图像缩放是一种非平凡的过程需要在处理效率以及结果的平滑度smoone和清晰度sharpnss上做一个权衡
13、。当一个图像的大小增加之后组成图像的像素的可见度将会变得更高从而使得图像表现得“软”。相反地缩小一个图像将会增强它的平滑度和清晰度。 压缩卡的图像采集是由TMS20C50直接完成的。初始化结束后TMS320C5509按缺省模式或主机命令的要求确定图像的大小和采集速率等参数然后根据奇、偶场信号和复合同步脉冲信号来采集图像数据。 采集流程可分为以下几个步骤 等待场开始。 当场开始信号到来时T2C509进入场处理子程序开放行中断做好采集一场数据的准备。根据奇、偶场信号可以决定是采集奇场图像还是采集偶场图像。当重复同步信号到来时TMS32C559进入中断服务子程序并将图像数据存入扩展的数据存储器中。当
14、一场或一帧图像各行数据都采集完毕后关闭中断。 基于TMS320C509的黑白图像采集之缩放实现中DP接收到场开始信号后进入场处理子程序中。在场处理子程序中先确定将要采集的图像的大小并设置采集、编码及发送过程中要使用的参数然后打开行采集中断IN0延时一定数目的行周期后退出场处理子程序进入图像采集阶段。采集中断要完成图像采集和其它一些任务。在每行图像采集之间应根据图像大小延时一段时间以保证采集到的图像位于画面的中心。采集图像时每隔40ns读取一个/D转换数据存入帧缓冲器。由于读取AD转换结果与写帧缓冲器只用了80n因此可以先将图像数据减去12再存入帧存储器这样就进行了JPG编码时就不要执行减128操作了节约了时间。 2、TMS20X的硬件结构2.1 55X的CU体系结构C55X有1条32位的程序数据总线(PB），条1位数据总线(B、CB、DB、E、B）和条24位的程序地址总线及5条3位地址总线,这些总线分别与CPU相连。总线通过存储单元接口（M)与外部
