嵌入式操作教程：在LCD上顯示灰度圖像的直方圖統計結果

一、實驗目的

學習直方圖統計的原理，掌握圖像的讀取方法，并實現在LCD上顯示灰度圖像的直方圖統計結果。

二、實驗原理

灰度直方圖

灰度直方圖是關于灰度級分布的函數，是對圖像中灰度級分布的統計。灰度直方圖是

將數字圖像中的所有像素，按照灰度值的大小，統計其出現的頻率。灰度直方圖是灰度

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

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

（1）檢驗數據分布的類型，分析數據是否服從正態分布，判斷數據有無異常；

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

（3）用于進行過程能力調查和不合格品率估計；

（4）客觀地反映操作者的技術水平和主觀努力程度。

從概率的觀點來理解，灰度出現的頻率可看作其出現的概率，這樣直方圖就對應于概率密度函數 pdf(probability density function)，而概率分布函數就是直方圖的累積和，即概率密度函數的積分。也可以直接從代表每種灰度的象素數目的直方圖來觀察。

灰度直方圖的計算是很簡單的，依據定義，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

程序流程設計中首先要進行外設使能配置，接著進行LCD管腳復用配置和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計，并在 LCD 顯示灰度值大小的統計結果。

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并將性能提高多達 10 倍。VLIB 是針對 C6x DSP 內核優化的可擴展庫。包括的40 多個內核的集合可以實現背景建模與減法、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 安裝可執行文件。每個可執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構，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的文件夾出現。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計前的緩存初始化，調用的程序源碼和使用說明可以安裝VLIB后查看。調用的初始化函數中，第一個參數是直方圖的邊界值，第二個參數是直方圖的區間數。第三個參數是內部使用的緩沖器。

直方圖計算

使用VLIB 的庫來從 8 位無符號整數數組計算直方圖。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計，調用的程序源碼和使用說明可以安裝VLIB后查看。調用的直方圖統計函數中，第一個參數是輸入圖像的數組，第二個參數是輸入圖像數組的元素個數。第三個參數是直方圖的區間數。第四個參數是直方圖中該區域的像素增量。第五個參數是指向內部使用的緩沖器。第六~第八個參數是指向內部使用的數組。第九個參數是用來保存直方圖計算結果的數組。