基于CCS的数字图像直方图均衡化的设计.doc

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待刊杨宏：基于CCS的数字图像直方图均衡化的设计

0引
言
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。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、明晰的富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。灰度直方图是数字图像处理中一个最简单、最有用的工具，它描述了一副图像的灰度级内容。直方图均衡化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地分布的形式，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(k=0,1,…,L-1)。
2)统计原始图像各灰度级的像素数。
3)根据原图像，计算灰度直方图：
(k=0,1,…,L-1)（1）
式中,为总像素数,为灰度级的像素数。
4)计算原始图像的累积直方图：
(，k=0,1,…,L-1)（2）
5)取整计算：
（3）
6)确定映射关系：

7)统计新直方图各灰度级的像素数目。
8)计算新的直方图：
（4）
2基于CCS的数字图像直方图均衡化的设计
CCSv3.1(CodeComposerStudioIDEv3.1)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。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。

(a)主程序(b)直方图统计子程序(c)图像增强子程序
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)、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。

(a)原始图像(b)直方图均衡化所得的图像(c)处理前（上半部分）、后（下半部分）的直方图
图2cameraman原始图像、直方图均衡化所得的图像及处理前、后的直方图

(a)原始图像(b)直方图均衡化所得的图像(c)处理前（上半部分）、后（下半部分）的直方图
图3lena原始图像、直方图均衡化所得的图像及处理前、后的直方图

(a)原始图像(b)直方图均衡化所得的图像(c)处理前（上半部分）、后（下半部分）的直方图
图4coins原始图像、直方图均衡化所得的图像及处理前、后的直方图