本書以培養學生利用DSP硬件平臺實現數字圖像處理算法的編程技能為核心，采用DSP原理與圖像處理算法相融合的方式，詳細地介紹了DSP數字圖像處理基礎知識、TMS320C6000硬件結構、存儲結構、視頻接口、中斷、EDMA控制器、CCS軟件、圖像處理算法原理、編程步驟與DSP程序等內容。 本書的前7章講解DSP硬件結構與編程方法，后面13章詳細地剖析了13個DSP圖像處理試驗，每個試驗來源于數字圖像處理的經典算法，其中主要包括圖像灰度化、圖像的噪聲產生與平滑、圖像直方圖、圖像增強、邊緣檢測、閾值二值化、圖像取反與DCT變換等。每個試驗分別組織成完整的一章，由算法引入、基本原理、算法步驟、流程圖、DSP代碼分析與仿真試驗等主體部分組成。通過理論學習和試驗，學生不僅能夠掌握DSP和圖像處理的理論知識，而且能夠掌握DSP的編程方法，達到理論與實踐相結合的教學目的，從而培養學生的動手能力，激發學生的學習興趣。 本書內容豐富新穎，所舉實例具有代表性與典型性，對圖像處理原理及DSP編程步驟分析非常透徹，具有較強的實用性與指導性；本書可作為各類工科院校電子信息、自動化等專業的教材，也可供從事DSP應用設計開發的工程技術人員參考。
1.以訓練讀者以DSP來實現圖像處理算法為目標，詳細介紹TMS320C6000 DSP芯片的基本原理.2.基于C語言和匯編語言的開發方法，加大實踐部分的篇幅,實例具有代表性與典型性。3.結合編者多年從事DSP圖像處理系統的開發經驗，編寫以圖像處理為實際應用的DSP教程。4.圖像處理原理及DSP編程步驟分析非常透徹，具有較強的實用性與指導性.
目 錄
第1章 DSP數字圖像處理基礎知識 1
1.1 數字圖像處理的起源及發展 1
1.2 數字圖像處理的基本概念 2
1.2.1 圖像的概念 2
1.2.2 圖像的類型 2
1.2.3 數字圖像的主要參數 4
1.2.4 圖像處理與圖像表示 5
1.2.5 BMP位圖的顏色數目 6
1.2.6 顏色模型 6
1.3 數字圖像處理的應用領域 10
1.4 數字圖像處理的優勢 11
1.5 數字圖像處理系統的基本模塊 12
1.6 數字圖像處理的研究內容與發展方向 13 目 錄
第1章 DSP數字圖像處理基礎知識 1
1.1 數字圖像處理的起源及發展 1
1.2 數字圖像處理的基本概念 2
1.2.1 圖像的概念 2
1.2.2 圖像的類型 2
1.2.3 數字圖像的主要參數 4
1.2.4 圖像處理與圖像表示 5
1.2.5 BMP位圖的顏色數目 6
1.2.6 顏色模型 6
1.3 數字圖像處理的應用領域 10
1.4 數字圖像處理的優勢 11
1.5 數字圖像處理系統的基本模塊 12
1.6 數字圖像處理的研究內容與發展方向 13
1.7 基于DSP的圖像處理系統 14
1.7.1 DSP芯片的特點 15
1.7.2 DSP芯片選擇 16
1.7.3 DSP圖像處理系統的優勢 17
1.7.4 DSP的發展趨勢與前景 17
習題 18
第2章 TMS320C6000 DSP芯片概述 19
2.1 DSP芯片概述 19
2.1.1 主要類型 19
2.1.2 TI公司的DSP芯片 20
2.1.3 TI公司DSP芯片的命名規則 22
2.2 TMS320DM642 DSP芯片 25
2.2.1 DM642概述 25
2.2.2 DM642的器件特性 26
2.2.3 TMS320DM642原理框圖 29
2.2.4 TMS320DM642的應用領域 30
習題 30
第3章 GPIO及視頻接口 31
3.1 概述 31
3.2 GPIO寄存器 32
3.2.1 GPIO使能寄存器(GPEN) 32
3.2.2 GPIO方向寄存器(GPDIR) 33
3.2.3 GPIO數值寄存器(GPVAL) 33
3.2.4 GPIO Delta寄存器(GPDH，GPDL) 33
3.2.5 GPIO屏蔽寄存器(GPHM，GPLM) 34
3.2.6 GPIO全局控制寄存器(GPGC) 35
3.3 TMS320DM642視頻口 36
習題 38
第4章 CPU及存儲結構 39
4.1 CPU結構 39
4.1.1 中央處理單元 39
4.1.2 CPU數據總線與控制 40
4.2 存儲器空間分配 42
習題 45
第5章 中斷及定時器 46
5.1 中斷系統 46
5.1.1 復位 47
5.1.2 不可屏蔽中斷(NMI) 47
5.1.3 可屏蔽中斷(INT4～INT15) 48
5.1.4 中斷優先級 48
5.1.5 中斷控制寄存器 48
5.1.6 中斷服務表(IST) 49
5.1.7 中斷服務表指針寄存器(ISTP) 49
5.2 定時器 50
5.2.1 概述 50
5.2.2 定時器寄存器 51
5.2.3 定時器控制 52
習題 54
第6章 串口及EDMA控制器 55
6.1 串口概述 55
6.2 接口信號和控制寄存器 56
6.2.1 串口配置寄存器 58
6.2.2 接收和發送控制寄存器 61
6.2.3 采樣率發生寄存器 63
6.3 EDMA控制器 64
6.3.1 EDMA控制器概述 64
6.3.2 事件處理和EDMA控制寄存器 66
6.3.3 傳輸參數與參數RAM 67
6.3.4 EDMA的傳輸操作 71
6.3.5 EDMA傳輸的終止 75
習題 76
第7章 CCS軟件及C語言編程 77
7.1 CCS的簡介 77
7.2 代碼生成工具 78
7.3 CCS集成開發環境 79
7.3.1 編輯源程序 79
7.3.2 創建應用程序 80
7.3.3 調試應用程序 80
7.4 硬件仿真和實時數據交換 80
7.5 CCS文件和變量 81
7.5.1 安裝文件夾 81
7.5.2 擴展文件夾 82
7.6 CCS的安裝與配置 83
7.6.1 安裝CCS軟件 83
7.6.2 設置CCS 84
7.6.3 啟動與關閉CCS 87
7.7 CCS入門實驗 87
7.7.1 建立DSP工程 87
7.7.2 編輯與修改工程文件 88
7.7.3 基本調試功能 91
7.7.4 使用觀察窗口 92
7.8 TMS320C64x C語言設計 94
7.8.1 TMS320DM642支持的C語言的數據類型 94
7.8.2 C語言的常用語句 96
7.8.3 函數的定義 98
習題 99
第8章 彩色圖像轉化成灰度圖像 100
8.1 RGB彩色圖像轉化成灰度圖像 100
8.1.1 基本原理 100
8.1.2 算法步驟與流程圖 103
8.1.3 C語言代碼與分析 103
8.2 YUV彩色圖像轉化成灰度圖像 104
8.2.1 基本原理 104
8.2.2 算法步驟 106
8.2.3 C語言代碼與分析 106
8.3 試驗結果與分析 106
8.3.1 試驗目的 106
8.3.2 試驗準備 106
8.3.3 試驗步驟 107
8.3.4 試驗結果與比較 107
8.4 分析與總結 109
習題 109
第9章 噪聲圖像產生及處理 110
9.1 引言 110
9.2 圖像去噪 113
9.3 椒鹽噪聲 118
9.3.1 基本原理 118
9.3.2 算法步驟與流程圖 119
9.3.3 C語言代碼與分析 119
9.4 高斯噪聲 120
9.4.1 基本原理 120
9.4.2 算法步驟與流程圖 122
9.4.3 C語言代碼與分析 122
9.5 試驗結果與分析 123
9.5.1 試驗目的 123
9.5.2 試驗設備 123
9.5.3 試驗步驟 124
9.5.4 試驗結果與比較 124
9.6 分析與總結 126
習題 127
第10章 圖像平滑 128
10.1 引言 128
10.2 鄰域平均法圖像平滑 129
10.2.1 基本原理 129
10.2.2 算法步驟與流程圖 130
10.2.3 C語言代碼與分析 130
10.3 加權平均法圖像平滑 132
10.3.1 基本原理 132
10.3.2 算法步驟與流程圖 134
10.3.3 C語言代碼與分析 135
10.4 試驗結果與分析 136
10.4.1 試驗目的 136
10.4.2 試驗設備 136
10.4.3 試驗步驟 136
10.4.4 試驗結果與比較 136
10.5 分析與總結 138
習題 139
第11章 中值濾波 140
11.1 引言 140
11.2 中值濾波的基本原理 140
11.2.1 背景知識 140
11.2.2 中值濾波的基本原理 141
11.3 算法步驟與流程圖 143
11.4 C語言代碼與分析 143
11.5 試驗結果 145
11.5.1 試驗目的 145
11.5.2 試驗設備 145
11.5.3 試驗步驟 145
11.5.4 試驗結果與比較 146
11.6 分析與總結 148
習題 148
第12章 圖像銳化 149
12.1 引言 149
12.2 梯度銳化 149
12.2.1 基本原理 149
12.2.2 算法步驟與流程圖 152
12.2.3 C語言代碼與分析 152
12.3 拉普拉斯銳化 153
12.3.1 基本原理 153
12.3.2 算法步驟與流程圖 155
12.3.3 C語言代碼與分析 156
12.4 試驗結果與分析 157
12.4.1 試驗目的 157
12.4.2 試驗設備 157
12.4.3 試驗步驟 158
12.4.4 試驗結果與比較 158
12.5 分析與總結 160
習題 160
第13章 圖像灰度線性變換 161
13.1 引言 161
13.2 圖像灰度線性變換的基本原理 162
13.2.1 灰度變換 162
13.2.2 灰度線性變換 162
13.2.3 分段線性灰度變換 163
13.3 算法步驟與流程圖 165
13.4 C語言代碼與分析 165
13.5 試驗結果與分析 166
13.5.1 試驗目的 166
13.5.2 試驗設備 166
13.5.3 試驗步驟 166
13.5.4 試驗結果與比較 167
13.6 分析與總結 169
習題 169
第14章 圖像灰度非線性變換 170
14.1 引言 170
14.2 對數非線性變換 171
14.2.1 基本原理 171
14.2.2 算法步驟與流程圖 172
14.2.3 C語言DSP子程序與分析 172
14.3 指數非線性變換 174
14.3.1 基本原理 174
14.3.2 算法步驟與流程圖 174
14.3.3 C語言DSP子程序與分析 175
14.4 試驗結果與分析 177
14.4.1 試驗目的 177
14.4.2 試驗設備 177
14.4.3 試驗步驟 177
14.4.4 試驗結果與比較 177
14.5 分析與總結 179
習題 180
第15章 直方圖統計 181
15.1 基本原理 181
15.1.1 數字圖像的表示 181
15.1.2 數字圖像直方圖的統計原理 182
15.1.3 圖像灰度直方圖對比 183
15.1.4 灰度直方圖的應用 183
15.2 算法步驟與流程圖 185
15.3 C語言代碼與分析 185
15.4 試驗結果與分析 186
15.4.1 試驗目的 186
15.4.2 試驗設備 186
15.4.3 試驗步驟 186
15.4.4 試驗結果與比較 187
15.5 分析與總結 188
習題 189
第16章 直方圖均衡化 190
16.1 基本原理 190
16.2 算法步驟與流程圖 191
16.3 C語言代碼與分析 193
16.4 試驗結果 194
16.4.1 試驗目的 194
16.4.2 試驗設備 194
16.4.3 試驗步驟 194
16.4.4 試驗結果與比較 194
16.5 分析與總結 197
習題 197
第17章 邊緣檢測 198
17.1 邊緣檢測 198
17.1.1 圖像邊緣的概念 199
17.1.2 邊緣檢測的原理 201
17.1.3 邊緣檢測的步驟 202
17.1.4 邊緣檢測的算法 202
17.2 Sobel算子 205
17.2.1 基本原理 205
17.2.2 算法步驟與流程圖 207
17.2.3 C語言代碼與分析 207
17.3 試驗結果與分析 210
17.3.1 試驗目的 210
17.3.2 試驗設備 210
17.3.3 試驗步驟 210
17.3.4 試驗結果與比較 211
17.4 分析與總結 213
習題 214
第18章 圖像取反 216
18.1 圖像取反基本原理 216
18.2 算法步驟與流程圖 217
18.3 C語言DSP子程序與分析 218
18.4 試驗結果與分析 219
18.4.1 試驗目的 219
18.4.2 試驗設備 219
18.4.3 試驗步驟 219
18.4.4 試驗結果與比較 220
18.5 分析與總結 222
習題 222
第19章 圖像閾值二值化處理 223
19.1 引言 223
19.2 閾值二值化基本原理 224
19.2.1 雙峰法 224
19.2.2 P參數法 225
19.2.3 大津法 225
19.2.4 最大熵閾值法 226
19.2.5 迭代法(最佳閾值法) 227
19.3 算法步驟與流程圖 227
19.4 C語言DSP子程序與分析 228
19.5 試驗結果與分析 230
19.5.1 試驗目的 230
19.5.2 試驗設備 230
19.5.3 試驗步驟 230
19.5.4 試驗結果與比較 231
19.6 分析與總結 233
習題 234
第20章 二維DCT 235
20.1 二維DFT概念及發展 235
20.1.1 一維傅里葉變換及其反變換 235
20.1.2 二維DFT及其反變換 237
20.1.3 快速傅里葉變換及反變換 238
20.2 二維DCT變換 238
20.2.1 從Fourier級數到余弦變換 238
20.2.2 余弦級數 239
20.2.3 連續余弦變換 239
20.2.4 一維離散余弦變換 239
20.2.5 二維離散余弦變換 240
20.2.6 二維DCT的應用 241
20.3 算法步驟與流程圖 241
20.4 C語言代碼與分析 244
20.5 試驗結果與分析 250
20.5.1 試驗目的 250
20.5.2 試驗設備 250
20.5.3 試驗步驟 250
20.5.4 試驗結果與比較 250
20.6 分析與總結 253
習題 253
參考文獻 254
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