【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (:,:,2))。 %顯示轉(zhuǎn)換后的圖像 title C_b分量 % 給圖像命名 （ 3）提取 Cr分量： A=imread(39。 39。)。 %讀取原圖像 A=double(A)/255。 %把圖像歸一化 B=rgb2ycbcr(A)。 %轉(zhuǎn)換到 YCbCr空間 imshow(B(:,:,3))。 %顯示轉(zhuǎn)換后的圖像 title C_r分量 % 給圖像命名 （ 4）提取 Y值分量： A=imread(39。 39。)。 %讀取原圖像 A=double(A)/255。 %把圖像歸一化 B=rgb2ycbcr(A)。 %轉(zhuǎn)換到 YCbCr空間 imshow(B(:,:,1))。 %顯示轉(zhuǎn)換后的圖像 title 39。Y分量 39。 % 給圖像命名 （ 5）切分 Y值分量： A=imread(39。39。)。 %讀取原圖像 A=double(A)/255。 %把圖像歸一化 B=rgb2ycbcr(A)。 %轉(zhuǎn)換到 YCbCr空間 12 [m,n]=size(C)。 C=B(:,:,1)。 %把 B值賦予 C for i =1:m %for循環(huán)，切分 Y值 for j =1:n x=C(i,j)。 if (x=) C(i,j)=0。 end if (x) C(i,j)=1。 end end end %把 C值賦予 B B(:,:,1)=C。 imshow(B(:,:,1))。 %顯示轉(zhuǎn)換后的圖像 title 39。Y切分 % 給圖像命名 （ 6） YUV轉(zhuǎn)換到 RGB： D=ycbcr2rgb(B)。 %從 YCbCr空間 轉(zhuǎn)換到 RGB空間 imshow(D)。 %顯示轉(zhuǎn)換后的圖像 title 39。YUV to RGB39。 % 給圖像命名 注：在試驗(yàn)過(guò)程中，按照流程圖進(jìn)行的試驗(yàn)時(shí)，在轉(zhuǎn)換到 YUV空間中提取分量時(shí) Y值分量一定要最后提取否則后續(xù)的操作都是無(wú)意義的。 RGB 圖像轉(zhuǎn)換成灰度的實(shí)現(xiàn)過(guò)程 本次實(shí)驗(yàn)共用四幅圖像，我們先著重講一幅圖片，其他三幅圖片所做的實(shí)驗(yàn)效果對(duì)比如下面的圖片所示。首先用 pepper圖片講解我們所做實(shí)驗(yàn)的整個(gè)流程如下： （ 1） 原彩色圖象如圖 Pa， La， Ba， Ma。 （ 2） 在 YUV空間中提取 Cb分量，如圖 Pb， Lb, Bb， Mb。 （ 3） 在 YUV空間中提取 Cr分量，如圖 Pc, Lc, Bc, Mc。 （ 4） 在 YUV空間中提取 Y分量 ,如圖 Pd, Ld, Bd, Md。 （ 5） 在 YUV空間中提取切分后 Y分量 ,如圖 Pe, Le, Be, Me。 13 （ 6） 由 YUV空間轉(zhuǎn)換到 RGB彩色空間圖像 ,如圖 Pf, Lf, Bf， Mf。 C b分量 C r分量 Y 切分 圖 Pb 圖 Pc 圖 Pd 圖 Pe Y U V to R G B 圖 Pf 圖 Pa 二．圖像處理的對(duì)比如下所示： （ 1）原圖像和處理后的圖片： Y U V to R G B Y U V to R G B 圖 Lf 圖 Bf 圖 Mf 圖 La 圖 Ba 圖 Ma （ 2） YUV空間中 Cb分量， Cr分量， Y分量以及切分后 Y分量： 14 圖 Lb 圖 Lc 圖 Ld 圖 Le 圖 Bb 圖 Bc 圖 Bd 圖 Be 圖 Mb 圖 Mc 圖 Md 圖 Me 小結(jié) YUV主要用于優(yōu)化彩色視頻信號(hào)的傳輸，由于 YUV色彩空間的的亮度信號(hào) Y和色度信號(hào) U、 V是分離的 ,解決彩色電視機(jī)與黑白電視機(jī)的兼容問(wèn)題，使黑白電視機(jī)也能接收彩色電視信號(hào)。而且 YUV與 RGB視頻信號(hào)傳輸相比， RGB要求三個(gè)獨(dú)立的視頻信號(hào)同時(shí)傳輸，而 YUV最大的優(yōu)點(diǎn)在于只需占用極少的頻寬。 著重介紹了四種 YUV主要的采樣格式及其如何在 MATLAB中實(shí)現(xiàn)灰度閾值處理，并且 MATLAB試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期效果 ,在圖片進(jìn)行灰度閾值處理后產(chǎn)生了一定的失真，圖像的某些灰度偏高，導(dǎo)致閾值高于平均灰度值，從而在閾值判斷時(shí)，部分出現(xiàn)了白色“失真”現(xiàn)象；而圖像的某些灰度偏低，導(dǎo)致閾值低于平均灰度值，從而在閾值判斷時(shí)，部分就出現(xiàn)了黑色“失真”現(xiàn)象， MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)符合理論推導(dǎo)。 15 4 基于 TMS320VC54xxDSP 的算法實(shí)現(xiàn) TMS320VC54xxDSP 開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)介 近年來(lái)，包含有數(shù)字信號(hào)處理器在內(nèi)的各種產(chǎn) 品急速發(fā)展。 DSP處理器已經(jīng)成為許多通信、消費(fèi)類(lèi)、醫(yī)療以及工業(yè)產(chǎn)品的關(guān)鍵器件。這些產(chǎn)品使用各種不同的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn) DSP，其范圍從獨(dú)立的微處理器，到用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（ FPGA）來(lái)做成用戶的專用集成電路（ ASIC）。與固定功能方案相比， DSP處理 器的優(yōu)勢(shì)在于可以重新編程，以便產(chǎn)品的升級(jí)和維護(hù)。其成本效益高， 風(fēng)險(xiǎn) 小 。特別是在產(chǎn)品的產(chǎn)量 小 時(shí)，開(kāi)發(fā)專用 IC不夠經(jīng)濟(jì)。與其他的微處理器相比， DSP處理器的速度高，成本與功耗的效率 更高。隨著 DSP處理器應(yīng)用范圍的不斷的擴(kuò)大，市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。 1998年底， LUCENT和 MOTOROLA 宣布成立了一個(gè)聯(lián)合的 DSP核設(shè)計(jì)中心，開(kāi)發(fā)高性能的 16位定點(diǎn) DSP核—— STAR*CORE，主要應(yīng)用于日益發(fā)展的以 INTERNET為代表的數(shù)據(jù)通信，以蜂窩電話為代表的移動(dòng)通信和以家庭影院為代表的高性能消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品。緊接著， 1999年初，INTEL和 AD公司也宣布聯(lián)合開(kāi)發(fā)高性能的 DSP核，主要應(yīng)用于視頻、圖像、聲音信號(hào)的處理和各種嵌入式的通信系統(tǒng)。幾乎同時(shí)， TI公司宣布和 RISC技術(shù)見(jiàn)長(zhǎng)的 MIPS公司合作，以發(fā)展新系列的 DSP核和處理器。 2022年以來(lái)，新的一代 DSP核，以及基于這些 DSP處 理器的陸續(xù)發(fā)表并推向市場(chǎng)。 LUCENT宣布了基于 STAR*CORE的 STARPRO2022，MOTOROLA也宣布了基于 STAR*CORE的 MCS8101。 AD公司宣布了基于和 INTEL聯(lián)合開(kāi)發(fā)的新的 DSP核的 16位定點(diǎn) DSP處理器， BLACKFIN ADSP21535。 TI公司也推出了新的 16位定點(diǎn) DSP處理器 TMS320C55x和 32位浮點(diǎn) DSP處理器 MS320C64x。 在如此眾多的 DSP廠商中，德州儀器公司（ TI）的 DSP始終占據(jù)著較大的市場(chǎng)份額，約占 40%50%。隨著集成電路的發(fā)展和 DSP應(yīng)用 市場(chǎng)的迅速擴(kuò)大， TI的 DSP也在不斷的發(fā)展與更新。下面我們就重點(diǎn)介紹本畢業(yè)設(shè)計(jì)所用的也是目前得到廣泛應(yīng)用的德 TI的三個(gè)大的 DSP處理器之一， TMS320C54x。 TMS320C54x是 16位定點(diǎn) DSP，適用于遠(yuǎn)程通信等實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用的需要。 C54x具有高度的操作靈活和運(yùn)行速度。其結(jié)構(gòu)采用改善的哈佛結(jié)構(gòu)，即一組程序存儲(chǔ)器總線，三組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器總線，四組地址總線。具有專用硬件邏輯的 CPU，片內(nèi)存儲(chǔ)器，片內(nèi)外設(shè)，以及一個(gè)效率很高的指令集。另外，使用 C54x的 CPU核和用戶指定的片內(nèi)存儲(chǔ)器及外設(shè)所做成的派生器件也得 到廣泛的應(yīng)用。 C54x具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）圍繞一組程序總線，三組數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器總線和四組地址總線地址總線建立的改善 16 哈佛結(jié)構(gòu)，使得性能和多功能性能都得以提高。 （ 2）具有高度并行性和專用硬件邏輯的 CPU設(shè)計(jì)，使芯片性能大大提高。 （ 3）具有效率很高的指令集，更適用于快速算法的實(shí)現(xiàn)和高級(jí)語(yǔ)言編程的優(yōu)化。 （ 4）模塊化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使派生器件得到了更快的發(fā)展。 （ 5）先進(jìn)的 IC制造工藝，提高了芯片的性能，降低了功耗。 （ 6）先進(jìn)的靜態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)，使得芯片具有更低的功耗和更強(qiáng)的應(yīng)用能力。 TMS320VC54X 系列 DSP 的主要特性 表 TMS320VC54X系列 DSP的主要特性 1 多總線結(jié)構(gòu)，三組 16 位數(shù)據(jù)總線和一組程序總線。 2 40位算術(shù)邏輯單元（ ALU），包括一個(gè) 40位桶形移位器和兩個(gè)獨(dú)立的 40位累加器。 3 1717?位并行乘法器，連接一個(gè) 40 位的專用加法器，可用來(lái)進(jìn)行非流水單周期乘 /加（ MAC）運(yùn)算。 4 比較、選擇和存儲(chǔ)單元（ CSSU），用于 Viterbi譯碼器的累加 比較 選擇運(yùn)算。 5 指數(shù)編碼器，在一個(gè)周期里計(jì)算 40位累加器值得指數(shù)值。 6 兩個(gè)地址發(fā)生器中有 8個(gè)輔助寄存器和 2個(gè)輔 助寄存器算術(shù)單元（ ARAU）。 7 數(shù)據(jù)總線具有總線保持特性。 8 可訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間最大可為 192 16k?位（ 64k 程序存儲(chǔ)器， 64k 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和 64kI/O空間）。 9 支持單指令循環(huán)和塊循環(huán)。 10 存儲(chǔ)塊移動(dòng)指令，提供了更好的程序和數(shù)據(jù)管理。 11 支持 32 位長(zhǎng)操數(shù)作指令，支持 2操作書(shū)或 3操作書(shū)讀指令，支持并行存儲(chǔ)和并行裝入的算術(shù)指令，支持條件存儲(chǔ)指令及中斷快速返回指令。 12 軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器和可編程的存儲(chǔ)單元轉(zhuǎn)換。 13 連接內(nèi)部振蕩器或外部時(shí)鐘源的鎖相環(huán)（ PLL）發(fā)生器。 14 支持 8或 16 位傳送的全雙工串口。 15 時(shí)分多路（ TDM）串口。 16 緩沖串口（ BSP）。 17 多通道緩沖串口（ McBSP）。 18 直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（ DMA）控制器。 19 8位并行主機(jī)接口（ HPI），強(qiáng)化的 8位并行主機(jī)接口（ HPI8）， 16位并行主機(jī)接口（ HPI16）。 17 20 帶 4位預(yù)定標(biāo)器的 16 位定時(shí)器 21 具有多 CPU的器件里，處理器的先進(jìn)先出單元（ FIFO）。 22 多種節(jié)電模式。 23 片內(nèi)給予掃描的仿真邏輯， JTAG邊界掃描邏輯 ()。 TMS320VC54X 的硬件結(jié)構(gòu) 圖 TMS320VC5416的硬件結(jié)構(gòu) （ 1）總線結(jié)構(gòu)：圍繞 8組 16位總線（ 4組程序 /數(shù)據(jù)總線， 4組地址總線）來(lái)建立。程序總線 PB，傳送從程序存儲(chǔ)器來(lái)的指令代碼和立即數(shù)；三組數(shù)據(jù)總線 CB、 DB和 EB，連接各種部件，如 CPU、數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生邏輯、程序地址長(zhǎng)生邏輯、片內(nèi)外設(shè)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器； CB和 DB總線傳送從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀出的操作數(shù) 。EB總線傳送寫(xiě)入到存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。四組地址總線 PAB、 CAB、 DAB和 EAB，傳送執(zhí)行指令所需的地址。 C54x使用兩個(gè)輔助寄存器算術(shù)單元（ ARAU0和 ARAU1），每周期能產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址。 PB總線能把存儲(chǔ)在程序空間的操作數(shù)（如系數(shù)表）傳送到乘法器和加法器中進(jìn)行乘 /累加運(yùn)算，或者在數(shù)據(jù)移動(dòng)指令（ MVPD和 READA）中傳送到數(shù)據(jù)空間。這種能力在加上雙操作讀數(shù)的特性，支持單周期 3操作數(shù)指令的立即執(zhí)行。 C54x還有一組尋址片內(nèi)外設(shè)的雙向總線，通過(guò) CPU接口中的總線交換器與 DB和 EB相連接。對(duì)這組總線的訪問(wèn)，需要兩個(gè)或更多的機(jī)器周期來(lái)進(jìn)行讀和寫(xiě)，具體所需周期數(shù)由片內(nèi)外設(shè)的結(jié)構(gòu)決定。 （ 2）中央處理單元（ CPU）： 18 C54x的 CPU包括一個(gè) 40位 的算術(shù)邏輯單元（ ALU），兩個(gè) 40位的累加器（ ACCA和ACCB），一個(gè)桶形移位器，位乘法器， 40位加法器，比較、選擇和存儲(chǔ)單元 CSSU，指數(shù)編碼器，各種 CPU寄存器。 （ 3）片內(nèi)存儲(chǔ)器： C54x存儲(chǔ)器由三個(gè)獨(dú)立的可選擇空間組成，即程序、數(shù)據(jù)和 I/O空間。所有的 C54x芯片都包括隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器 RAM和只讀存儲(chǔ)器 ROM。 RAM又分兩種 ,訪問(wèn) RAM（ DARAM）和單訪問(wèn) RAM（ SARAM）。