dsp期末实验报告

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1、一、实验题目在DSP中自行设计阿幅80*80的和对复杂的图像（与实验中W幅图像不同），实现基于Laplace算子的边缘检测，使用View屮Graph工具显承出Laplace算子的边缘检测结果。二、实验目的了解边缘检测的算法和用途，学习利用Laplace算子进行边缘检测的程序设计方法。三、实验器材PC兼容机一台，操作系统为Windows2000（或Windows98,WindowsXP,以下默认为Windows2000），安裝CodeComposerStudio3.3软件实验原理利用计算机进行图像处理有W个目的：一是产生更适合人观察和识别的图像；二是希望能由计算机自动识别和理解图像。无论为

2、了哪种□的，图像处理屮关键的一步就是对包含冇人量各式各样景物信息的图像进行分解。分解的最终结采是图像被分解成一些具宥某种特征的最小成分，成为图像的基元。相对于整幅阁像来说，这种基元更易被快速处理。图像的特征指图像场中可用作标志的属性。它可以分为图像的统计特征和图像的视觉特征两类。图像的统计特征是指一些人为定义的特征，通过变换才能得到，如图像的直方图、频谱等等；图像的视觉特征是指人的视觉可直接感受到的闫然特征，如区域的亮度、纹理或轮廓等。利用这两类特征把图像分解成一系列有意义的目标或区域的过程称为图像的分割。因此，它足图像分割所依赖的重要特征。物体的边缘是由灰度不连续性所反映的。经典的边缘

3、提取方法是考察图像的每个像索在某个邻域内灰度的变化，利用边缘临近_阶或二阶方M导数变化规律，用简单的方法检测边缘。这种方法称为边缘检测局部算子法。边缘的种类可以分为两种：一种称为阶跃性边缘，它两边的像素的灰度值冇着敁著的不同；另一种称为屋顶状边缘，它位于灰度值从增加到减少的变化转折点。下图分别给出了这两种边缘的示意图及相应的一阶方向导数、二阶方向导数的变化规律。对于阶跃性边缘，二阶方A导数在边缘处呈零交叉；而对于屋顶状边缘，二阶方向导数在边缘处取极值。如果一个像素落在图像中某一个物体的边界上，那么它的邻域将成为一个灰度级的变化带。对于这种变化最有用的两个特征是灰度的变化率和方向，它们分别

4、以梯度向量的幅度和方向来表示。阁（1）阁像的特征边緣检测算子检查每个像素的邻域并对灰度变化率进行景化，也包括方向的确定。大多数使用基于方向导数掩模求卷积的方法。Laplace算子：对于阶跃状边缘，其二阶导数在边缘点出现过零交义，即边缘点两旁的二阶导数取异号，据此可以通过二阶导数来检测边缘点。拉普拉斯边缘检测算子正是对二维函数进行二阶导数运算的标量算子，它的定义是：▽2/U，=/（义，）9+/（又，y）用差分代替二阶偏导吋，与前述三个一阶导数算子不同，拉普拉斯算子的形式可表示如下：jA2/(^y)=/(^+by)+/U-b.V)+/(x,.v+l)+/(x,y-l)-4/(x,y))A2/

5、(x,y)=,(x—1，)，一1)+f(x，y-l)+f(x+l,y-i)+f(x—1，y)+,(x+1，y)+/(x—1，y+1)+f(x,》’+1)+,(x+1，y+1)-8/(x,y)拉普拉斯边缘检测算子的模板如图(2)所示，模板的基本特征是中心位置的系数为正，其余位置的系数为负，且模板的系数之和为零。它的使用方法是用阁屮的两个点阵之一作为卷积核，与原阁像进行卷积运算即可。0-10-14-10-10(a)-1-1-1-18-1-1-1-1(b)图(2)Laplace算子模板程序流程图:图(3)程序流程阁五、实验步骤1.实验准备：-设置软件仿真模式。-启动CCS。1.打开工程，浏览程

6、序:目录为C:CCStudio_v3.3MyProjectsS130101184.pjt1.编译并下载程，在程序中有4•打开工程“S130101184.pjt”中的C语言源程序“Image,c“Breakpoint”注释的语句上加软件断点。5.设置观察窗口：*选择菜单View->Graph->Image,做如卜设置:图（4）设置窗I」1*选择菜申View->Graph->Image,做如下设置:图（5）设置窗口26.运行程序：按“F5”键运行到各个断点，观察图像和边缘检测结果。7•退出CCS.八、实验结果图（6）a原图图（6）b边缘检测之后的图分析:由于图像由16级灰度条组成，在灰

7、条的交接处存在不太明显的边缘，所以检测图中表示亮度的像素取值不大（取值越大，相应像素越亮）。但是结來图还是很好地将边缘描述出来了。阁像由连续灰度组成，经过Laplace算子的检测，突出了亮度变换的边缘，变化得越剧烈，检测值越大。七、遇到的问题及解决方案：1、两个80*80阁像的生成本次实验运用了旋转法来生成80*80的图像，由于本人对于数字图像生成方面不是很Y解，所以经过查阅资料研读程序等努力终于做到Y二维图像的生成。-其中一幅图像