一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h1>

學(xué)習(xí)直方圖統(tǒng)計(jì)的原理，掌握?qǐng)D像的讀取方法，并實(shí)現(xiàn)在LCD上顯示灰度圖像的直方圖統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

二、實(shí)驗(yàn)原理

灰度直方圖

灰度直方圖是關(guān)于灰度級(jí)分布的函數(shù)，是對(duì)圖像中灰度級(jí)分布的統(tǒng)計(jì)?；叶戎狈綀D是

將數(shù)字圖像中的所有像素，按照灰度值的大小，統(tǒng)計(jì)其出現(xiàn)的頻率。灰度直方圖是灰度

級(jí)的函數(shù)，它表示圖像中具有某種灰度級(jí)的像素的個(gè)數(shù)，反映了圖像中某種灰度出現(xiàn)的頻率。

直方圖是用來(lái)整理計(jì)量值的觀測(cè)數(shù)據(jù)，分析其分布狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)方法，用于對(duì)總體的分布特征進(jìn)行推斷。直方圖的作用如下：

（1）檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分布的類型，分析數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布，判斷數(shù)據(jù)有無(wú)異常；

（2）與產(chǎn)品規(guī)格界限做比較，可直觀地判斷分布中心是否偏離規(guī)格中心，以確定是否需要調(diào)整并求出其調(diào)整量；還可判斷數(shù)據(jù)分布的散差（分布范圍）是否滿足規(guī)格范圍的要求，以確定是否采取縮小散差的技術(shù)性措施；

（3）用于進(jìn)行過(guò)程能力調(diào)查和不合格品率估計(jì)；

（4）客觀地反映操作者的技術(shù)水平和主觀努力程度。

從概率的觀點(diǎn)來(lái)理解，灰度出現(xiàn)的頻率可看作其出現(xiàn)的概率，這樣直方圖就對(duì)應(yīng)于概率密度函數(shù) pdf(probability density function)，而概率分布函數(shù)就是直方圖的累積和，即概率密度函數(shù)的積分。也可以直接從代表每種灰度的象素?cái)?shù)目的直方圖來(lái)觀察。

灰度直方圖的計(jì)算是很簡(jiǎn)單的，依據(jù)定義，若圖象具有 L（通常 L=256,即 8 位灰度級(jí)）級(jí)灰度，則大小為 MxN 的灰度圖象 f(x,y)的灰度直方圖 hist[0…L-1]可用如下計(jì)算獲得：

（1）初始化 hist[k]=0 ; k=0,…,L-1

（2）統(tǒng)計(jì) hist[f(x,y)]++ ; x, y =0,…,M-1, 0,…,N-1

（3）標(biāo)準(zhǔn)化 hist[f(x,y)]/=M*N

程序流程

程序流程設(shè)計(jì)中首先要進(jìn)行外設(shè)使能配置，接著進(jìn)行LCD管腳復(fù)用配置和LCD中斷配置，然后進(jìn)行LCD顯示的初始化，最后讀取工程目錄下的BMP圖像并進(jìn)行直方圖統(tǒng)計(jì)，并在 LCD 顯示灰度值大 小的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

視頻分析與視覺庫(kù)

VLIB 是一個(gè)TI 的軟件庫(kù)，可加速視頻分析開發(fā)并將性能提高多達(dá) 10 倍。VLIB 是針對(duì) C6x DSP 內(nèi)核優(yōu)化的可擴(kuò)展庫(kù)。包括的40 多個(gè)內(nèi)核的集合可以實(shí)現(xiàn)背景建模與減法、對(duì)象特征提取、追蹤與識(shí)別和低級(jí)像素處理。

包括適用于 C64x+、C674x 和 C66x 處理器的 Windows 和 Linux 安裝可執(zhí)行文件。每個(gè)可執(zhí)行文件安裝一個(gè)組件包存儲(chǔ)庫(kù)、一個(gè)文檔目錄、一個(gè) Eclipse 插件目錄和一個(gè)擴(kuò)展的組件目錄結(jié)構(gòu)，其中包含組件庫(kù)、頭文件和測(cè)試示例。

TMS320C6748處理器使用的是vlib_c674x_3_3_2_0。

vlib_c674x_3_3_2_0

將安裝到CCS5.5 的安裝路徑，安裝完成后會(huì)有相應(yīng)的文件夾出現(xiàn)。源碼所在路徑：vlib_c674x_3_3_2_0packagestivlibsrc

程序源碼

初始化緩存

使用VLIB 的庫(kù)來(lái)為直方圖計(jì)算進(jìn)行緩存初始化。使用時(shí)，直接包含“VLIB_histogram_1D_Init_U8.h”文件 即可。

API 接口

VLIB_histogram_1D_Init_U8(const uint8_t *restrict binEdges,const int32_t numBins,

uint8_t *restrict histArray);

程序使用VLIB 的庫(kù)來(lái)進(jìn)行灰度直方圖統(tǒng)計(jì)前的緩存初始化，調(diào)用的程序源碼和使用說(shuō)明可以安裝VLIB后查看。調(diào)用的初始化函數(shù)中，第一個(gè)參數(shù)是直方圖的邊界值，第二個(gè)參數(shù)是直方圖的區(qū)間數(shù)。第三個(gè)參數(shù)是內(nèi)部使用的緩沖器。

直方圖計(jì)算

使用VLIB 的庫(kù)來(lái)從 8 位無(wú)符號(hào)整數(shù)數(shù)組計(jì)算直方圖。使用時(shí)，直接包含“VLIB_histogram_1D_U8.h”文件 即可。

API 接口

VLIB_histogram_1D_U8(const uint8_t *restrict X, const int32_t numX,const int32_t numBins,const uint16_t binWeight,const uint8_t *restrict histArray,uint16_t *restrict H1,uint16_t *restrict H2,uint16_t *restrict H3,uint16_t *restrict H);

程序使用VLIB 的庫(kù)來(lái)進(jìn)行灰度直方圖統(tǒng)計(jì)，調(diào)用的程序源碼和使用說(shuō)明可以安裝VLIB后查看。調(diào)用的直方圖統(tǒng)計(jì)函數(shù)中，第一個(gè)參數(shù)是輸入圖像的數(shù)組，第二個(gè)參數(shù)是輸入圖像數(shù)組的元素個(gè)數(shù)。第三個(gè)參數(shù)是直方圖的區(qū)間數(shù)。第四個(gè)參數(shù)是直方圖中該區(qū)域的像素增量。第五個(gè)參數(shù)是指向內(nèi)部使用的緩沖器。第六~第八個(gè)參數(shù)是指向內(nèi)部使用的數(shù)組。第九個(gè)參數(shù)是用來(lái)保存直方圖計(jì)算結(jié)果的數(shù)組。

三、操作現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)設(shè)備

本實(shí)驗(yàn)使用的硬件接口為L(zhǎng)CD，所需硬件為實(shí)驗(yàn)板、仿真器、LCD和電源。

硬件連接

（1）連接仿真器和電腦的USB接口，

（2）將撥碼開關(guān)撥到DEBUG模式01111，連接實(shí)驗(yàn)箱電源，撥動(dòng)電源開關(guān)上電。

軟件操作

導(dǎo)入工程，選擇Demo文件夾下的對(duì)應(yīng)工程

編譯工程，生成可執(zhí)行文件

將CCS連接實(shí)驗(yàn)箱并加載程序

程序加載完成后點(diǎn)擊運(yùn)行程序

運(yùn)行程序后，CCS的Console窗口會(huì)打印相關(guān)信息，同時(shí)LCD會(huì)顯示標(biāo)題。

稍等片刻后，圖像處理完成，LCD會(huì)顯示直方圖的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先點(diǎn)擊黃色按鈕暫停程序運(yùn)行，再點(diǎn)擊紅色按鈕退出CCS與實(shí)驗(yàn)板的連接，最后實(shí)驗(yàn)箱斷電即可。