一、實驗?zāi)康?/h1>

學(xué)習(xí)直方圖統(tǒng)計的原理，掌握圖像的讀取方法，并實現(xiàn)在LCD上顯示灰度圖像的直方圖統(tǒng)計結(jié)果。

二、實驗原理

灰度直方圖

灰度直方圖是關(guān)于灰度級分布的函數(shù)，是對圖像中灰度級分布的統(tǒng)計?；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)計其出現(xiàn)的頻率?；叶戎狈綀D是灰度

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

直方圖是用來整理計量值的觀測數(shù)據(jù)，分析其分布狀態(tài)的統(tǒng)計方法，用于對總體的分布特征進行推斷。直方圖的作用如下：

（1）檢驗數(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）用于進行過程能力調(diào)查和不合格品率估計；

（4）客觀地反映操作者的技術(shù)水平和主觀努力程度。

從概率的觀點來理解，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數(shù)目的直方圖來觀察。

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

（1）初始化 hist[k]=0 ; k=0,…,L-1

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

（3）標準化 hist[f(x,y)]/=M*N

程序流程

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

視頻分析與視覺庫

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

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

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 的庫來為直方圖計算進行緩存初始化。使用時，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 的庫來進行灰度直方圖統(tǒng)計前的緩存初始化，調(diào)用的程序源碼和使用說明可以安裝VLIB后查看。調(diào)用的初始化函數(shù)中，第一個參數(shù)是直方圖的邊界值，第二個參數(shù)是直方圖的區(qū)間數(shù)。第三個參數(shù)是內(nèi)部使用的緩沖器。

直方圖計算

使用VLIB 的庫來從 8 位無符號整數(shù)數(shù)組計算直方圖。使用時，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 的庫來進行灰度直方圖統(tǒng)計，調(diào)用的程序源碼和使用說明可以安裝VLIB后查看。調(diào)用的直方圖統(tǒng)計函數(shù)中，第一個參數(shù)是輸入圖像的數(shù)組，第二個參數(shù)是輸入圖像數(shù)組的元素個數(shù)。第三個參數(shù)是直方圖的區(qū)間數(shù)。第四個參數(shù)是直方圖中該區(qū)域的像素增量。第五個參數(shù)是指向內(nèi)部使用的緩沖器。第六~第八個參數(shù)是指向內(nèi)部使用的數(shù)組。第九個參數(shù)是用來保存直方圖計算結(jié)果的數(shù)組。

三、操作現(xiàn)象

實驗設(shè)備

本實驗使用的硬件接口為LCD，所需硬件為實驗板、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，連接實驗箱電源，撥動電源開關(guān)上電。

軟件操作

導(dǎo)入工程，選擇Demo文件夾下的對應(yīng)工程

編譯工程，生成可執(zhí)行文件

將CCS連接實驗箱并加載程序

程序加載完成后點擊運行程序

運行程序后，CCS的Console窗口會打印相關(guān)信息，同時LCD會顯示標題。

稍等片刻后，圖像處理完成，LCD會顯示直方圖的統(tǒng)計結(jié)果。

實驗結(jié)束后，先點擊黃色按鈕暫停程序運行，再點擊紅色按鈕退出CCS與實驗板的連接，最后實驗箱斷電即可。