基于DSP的图像预处理算法研究与实现

硕
图像的灰度分布之后，再进行运算，计算出各灰度分布点数并按通过公式计算出的比例形成统计结果和增强方案，在下一帧图像中应用。

图４－２均衡化处理图及其直方图
在图４．１中，图像明显整体偏亮，颜色深度不够，而且从直方图可以看出颜色较为集中。

处理后的图像（图４－２）对比度增加，看起来比较柔和，而且不同灰度的图像块显得更加清晰，直方图分布也更为均匀。

算法处理单幅图像执行消耗时问：
图４．３均衡化执行时间
图４－３中得到的是时钟，由ＣＬＫ＿ｃｏｕｎｔｓｐｍｓ函数得到ＣＬＫ＿ｃｏｕｎｔｓｐｍｓ＝７５０００，
通过ａｂｓＴｕｎｅ－－ＣＬＫ＿ｇｅｔｈｔｉｍｅ０／ＣＬＫ＿ｃｏｕｎｔｓｐｍｓ０公式计算得到绝对时间为Ｏ．１０４ｍｓ，
同样的算法在ＰＣ（Ｐ４１．６ＧＨｚ，３８６ＭＢ内存）上执行同样７２０ｘ５７６ｐｉｘｅｌ图像耗时３０ｍｓ，在ＤＭ６４２上算法执行速度优势非常明显。

（ｃ）５ｘ５滤渡（ｄ）ｌｌｘｌｌ罐渡
图４．５中值滤波
在实验中，原图通过调用一次ＭｅｄｉａｎＦｉｌｔｅｒ函数做一次３×３窗口的中值滤波，图像中点区域稍减少，线条变细。

做５ｘ５窗口的中值滤波后图像更模糊，但还不够明显，做１１×１１滤波后，结果图中点区域已基本消失，线条非常细。

可见中值滤波主要消除的是点、尖、线一类像素区域，不适合要求保留图像细节的噪声消除。

算法处理单幅图像执行消耗时间如图４－６，绝对时间为１．３５５ｍｓ，同样在ＰＣ上运行时间为４１１ｍｓ。

图４－６程序执行时间
４．３边缘检测【７ｌ［９１Ｉｌｏｌ
利用计算机进行图像处理有两个目的：一是产生更适合人观察和识别的图像；二
圈圈
图４．８Ｓｏｂｅｌ边缘算子
图禾９（ａ）是系统ＣＣＤ获得的视频信号的～帧原始图像，做Ｓｏｂｃｌ算予边缘检测后效果图为图４．９（ｂ）。

（ａ）原始图像（ｂ）边缘检测图
图４．９Ｓｏｂｃｌ边缘检测
效果图中在边缘灰度变化较大的地方可以得到清晰的边缘线条，大的字体均能得到清晰的边缘。

算法处理单幅图像执行消耗时间如图４－１０，转换为绝对时间０．２１２ｍｓ，在ＰＣ上运行时间为４１１ｍｓ。

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图４．１０算法执行消耗时间
程序的实际作用：边缘检测是图像分割的基础，可以按照实际需要选择合适的边缘检测算子，利用边缘检测得到的图像寻找到目标区域边界。

可以做二值化处理，如图４－１１，再做后续的处理将边缘合并为边缘链，使它与图像中的边界对应得更好用于图像分割。

（ａ）边缘检铡圈
４．４ＪＰＥＧ压缩１３】…“】图４－１１边界获取
（ｂ）二值化图
１９８２年６月国际标准化组织ＩＳＯ的ＷＧ８（第８工作组）已经开始对静态图像的压缩和解压缩标准化进行研究。

１９８６年，ＣＣＩＴＴ和ＩＳＯ两个国际组织建立联合图片专家组（ＪｏｉｎｔＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃＥｘｐｅｒｔＧｒｏｕｐ，简称ＪＰＥＧ），其任务是建立第一个适用于连续色调图像压缩的国际标准。

ＪＰＥＧ组织在ＩＳＯ内的号码是ＩＳＯ－ｍｃ，ＪＴｃｌ／Ｓｃ２，ｗＧｌＯ，ＪＰＥＧ和ＣＣＩＴＴ第８工作组密切协作，共同完成标准的制订任务。

ＪＰＥＧ的目标是开发一种用于连续色调图像压缩的方法，这种方法必须满足以下４点要求：
（１）应用当前的先进图像压缩技术。

在保证压缩率的同时，图像质量要好，即失真程度要在一定的范围之内。

编码器的参数中应该包括控制压缩比和图像质量的成分。

（２）适用于所有的连续色调图像，不应对图像的尺寸、彩色空间和像素纵横比等特性进行限制，也不应对图像的场景（如复杂度、彩色范围或统计特性等）有任何要求。

（３）具有适中的计算复杂度，从而使得压缩算法既可以用软件实现，也可以用硬件实现，并具有较好的性能。

（４）具有下述４种操作模式：顺序编码、累进编码、无失真编码和层次编码。

根据ＪＰＥＧ的要求，研究人员提出了１２种建议方案。

１９８６年６月在哥本哈根电话公司研究实验室对最初的１２个方案进行评估，评估的根据主要是图像质量，最后选出如下３种方案：
（１）自适应离散余弦变换（ＡｄａｐｔｉｖｅＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ，简称ＡＤＣＴ）（２）自适应一进制算术编码器（ＡｄａｐｔｉｖｅＢｉｎａｒｙＡｒｉｔｈｍｅｔｉｃＣｏｄｅｒ，简称ＡＢＡＣ）。