【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說。指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理的過程。子學(xué)科開始形成了。圖像分割是數(shù)字圖像處理中的關(guān)鍵技術(shù)之一。理的目的是改善圖像的質(zhì)量，它以人為對(duì)象，以改善人的視覺效果為目的。方法有圖像增強(qiáng)、復(fù)原、編碼、壓縮等。首次獲得實(shí)際成功應(yīng)用的是美國噴氣推。字圖像處理取得的另一個(gè)巨大成就是在醫(yī)學(xué)上獲得的成果。天、生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)檢測、機(jī)器人視覺、公安司法、軍事制導(dǎo)、文化藝術(shù)等，使圖像處理成為一門引人注目、前景遠(yuǎn)大的新型學(xué)科。很多國家，特別是發(fā)達(dá)國家投入更多的人力、物力到這項(xiàng)研究，取得了不少。重要的研究成果。們進(jìn)一步探索的新領(lǐng)域。來加速數(shù)字圖像的處理，成為目前數(shù)字圖像處理機(jī)發(fā)展的主流。成256級(jí)灰度，用0表示黑色，用255表示白色。提高，所需處理時(shí)間將大幅度增加。由于圖像數(shù)據(jù)量大，因此處理比較費(fèi)時(shí)。特別是處理結(jié)果與中心像素鄰域有。關(guān)的處理過程花費(fèi)時(shí)間更多。

　　

【正文】 0 0 1 1iiip z p z m?? i=0， 1， 2， 3 （ 321） 考慮 011pp?? 故可以從式 313方程組中解出 0p 21 0 10 1 / 2101 / / 22 ( 4 )m m Cp CC??? ? （ 322） 其中 220 1 200 2 1m m mC m m m?? ? 2120 30211 mmm mmmmC ??? 求出 0p 后，即可用 p參數(shù)法找到所需的最佳閾值。 其它閾值分割方法 最小誤差法 圖像中 的背景和目標(biāo)往往是有部分交錯(cuò)的，用一個(gè)閾值不能把二者完全分()ii j jjm p z??? …………………… 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 59 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 開，此時(shí)更希望的是通過選擇合適的閾值使劃分出來的目標(biāo)和背景的錯(cuò)誤分割概率為最小。此時(shí)就可以使用最小誤差閾值分割法來求取最佳閾值。 圖像的灰度直方圖可以看作組合對(duì)象和背景像素灰度混合分布的概率密度函數(shù) )(zp 。通常假定混合分布的兩個(gè)分量 p（ z/1） 和 p(z/2)都是正態(tài)分布，其均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和先驗(yàn)概率分別為1u、2u、 1? 、2?、 1p 和2p，即有 （ 323） 其中 i=1， 2 已知 )/( izp 和 ip ，就存在一個(gè)閾值 t，滿足 （ 324） 這個(gè)灰度 t就是 Bayes 極小誤差閾值，兩邊取對(duì)數(shù)有 （ 325） 解這個(gè)方程可找出最佳閾值。但此方程中的1u、2u、 1? 、2?、 1p 和2p均未知，故求解過程相當(dāng)復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)。 最小偏態(tài)法 在 數(shù)理統(tǒng)計(jì)中，偏態(tài)指標(biāo)為樣本的三階統(tǒng)計(jì)中心矩，它衡量隨機(jī)數(shù)據(jù)分布偏離正態(tài)分布的程度 。故當(dāng)閾值處于最佳位置時(shí)，被閾值劃分的對(duì)象和背景的灰度分布最接近正態(tài)分布，偏離正態(tài)分布的程度就最小，這時(shí)圖像總的偏態(tài)指標(biāo)應(yīng)為最小值。所以圖像的最小偏態(tài)指標(biāo)可以作為圖像分割閾值選取的判別函數(shù)。 模糊集方法 模糊集理論較好的描述了人類視覺中的模糊性和隨機(jī)性，因此在圖像閾值化領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。模糊集閾值化方法的基本思想是，選擇一種 S狀的隸屬度函數(shù)定義模糊集，隸屬度為 的灰度級(jí)對(duì)應(yīng)了閾值，當(dāng)然在上述隸屬度函數(shù)的表達(dá)式中閾值是一個(gè)未知的參數(shù)；然后在此模糊集上定義某種準(zhǔn)則函數(shù)（例如整個(gè)圖像的總 體模糊度），通過優(yōu)化準(zhǔn)則函數(shù)來確定最佳閾值。 ??? 21 )/()( i i izppzp)2e xp(2 1)/( 2iiiuzizp ??? ???)2/()1/( 21 zpPzpP ? ?????tz tz? ? ? ? 22222221212121 ln2lnln2ln PzPz ??????? ?? ??? ? …………………… 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 59 頁 第 18 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 4 基于 DSP 的圖像分割方案的實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) （ 1）設(shè)備簡介 本設(shè)計(jì)以 TI的 TMS320C5402 的 DSP為該實(shí)驗(yàn)儀的主題芯片。 54系列 DSP應(yīng)用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有三個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)總線、一個(gè)程序存儲(chǔ)總線、兩個(gè)數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生器和一個(gè)程序地址產(chǎn)生器。這種結(jié)構(gòu)使得可以同時(shí)存取數(shù)，適合多操作數(shù)運(yùn)算，從而完成同樣的功能所需的周期少。加之 54 系列指令集還包括幾條專用指令，包括：單條指令重 復(fù)和指令塊重復(fù)、條件指令、 FIR（有限脈沖響應(yīng)）和LMS(最 小均方 )濾波器運(yùn)算指令等 .HPI 擴(kuò)展接口 :8bit,可以與多種處理器相連接。 （ 2）系統(tǒng)的 主要 硬件配置 1）主芯片采用 TMS320VC5402 高速定點(diǎn) DSP 2）采用 W78E58 單片機(jī)作為控制器 3）設(shè)有二路獨(dú)立的 20M 和一路獨(dú)立的 40M 的采樣率 ADC 芯片 4）設(shè)有三路獨(dú)立的 20M 速度的 DAC芯片 5）設(shè)有兩路包含模擬前端的 16 位 AIC（ Analog Interface Chip,模擬接口芯片AD/DA） 6）設(shè)有一路復(fù)合視頻輸入以及一路 S端子分離視頻輸入 7）設(shè)有一路復(fù)合視頻輸出以及一路 S端子分離視頻輸出 8）設(shè)有 VGA分離視頻輸入、輸出各一路 9）設(shè)有一塊 128 64點(diǎn)陣的液晶顯示器 10）設(shè)有五位數(shù)碼管 11）設(shè)有 5 4矩陣鍵盤 12）設(shè)有 RS232通信接口 …………………… 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 59 頁 第 19 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ …………………… 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 59 頁 第 20 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 3）系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 復(fù)合視頻 /S 端子輸入 通用模擬輸入 /輸出 復(fù)合視頻 /S 端子輸出 圖 41 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 高 速 模 擬 輸 入 / V G A 輸 出 高 速 模 擬 輸 出 / V G A 輸 出 DSP TMS320C54X MCU AT89C52/55 RS232 通信接口 CPLD 高速 DAC 高速 ADC 高速 ADC 高速 ADC 高速 DAC 高速 DAC 模擬接口 模擬接口 揚(yáng)聲器、話筒 伺服電機(jī) 步進(jìn)電機(jī) LED 指示燈 隔離輸入 /輸出 鍵盤 128 64 液晶顯示 ROOT ROM 視頻編碼器 視頻解碼器 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 傳感器接口 RAM …………………… 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 59 頁 第 21 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 4） 主要 功能模塊說明 1)高速 ADC、 DAC 采用 TI 公司的 TLC5510 和 TL5632 實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)采集和數(shù)恢復(fù)。其中， TLC5510 速度可以達(dá) 20M/S， TL5630 速度可達(dá) 80MHz。這兩種芯片均十分適合高速數(shù)據(jù)采集、恢復(fù)以及視頻采集合成?？捎眠@兩塊芯片實(shí)現(xiàn)“數(shù)字圖像處理”等實(shí)驗(yàn)。 2)視頻解碼器 可將復(fù)合視頻信號(hào)和 S端子視頻信號(hào)解碼成 H、 V分離信號(hào)以供 AD 轉(zhuǎn)換并交給 DSP 處理。 3)視頻編碼器 可將 DSP及 DA 轉(zhuǎn)換器送來的 H、 V分離信號(hào)編碼成復(fù)合視頻信號(hào)和 S端子視頻信號(hào)，以便輸出到視頻設(shè)備如監(jiān)視器。視頻編、解碼器可用于“圖像采集”等實(shí)驗(yàn)中。 4)模擬接口 采用 TI公司 DSP專用模擬接口芯片（ Analog Interface Chip, AIC） TLC320AD50。該芯片內(nèi)部含一路 16 位 ADC 和 16 位 DAC，可實(shí)現(xiàn)精密的中速、慢速信號(hào)采集和恢復(fù)。特別適合語音處理應(yīng)用。在該系統(tǒng)中，“數(shù)字錄音機(jī)”、“語音變調(diào)實(shí)驗(yàn)”、“直流伺服電機(jī)實(shí)驗(yàn)”以及大部分基帶通信實(shí)驗(yàn)等中均使用此作為模擬接口。 5)傳感器接口 設(shè)有電阻型傳感器接口，可連接如鉑電阻溫度傳感器、壓力應(yīng)變器、熱敏電阻等電阻型傳感器；電壓型傳感器接口，可連接如熱電偶、玻璃 PH 探頭等電壓型傳感器，同時(shí)，本系統(tǒng)還配備有室溫傳感器，省去了熱電偶的冷端補(bǔ)償環(huán)節(jié)。 6)DSP 采用 TI公司的 TMS320VC5402，具有性價(jià)比高、功耗小、非常適合在通信系統(tǒng)中應(yīng)用等特點(diǎn)。在本系統(tǒng)中作為主運(yùn)算芯片。 7)MCU 采用華邦公司的 W78E58 芯片。在本系統(tǒng)中， MCU 的主要作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作特別是驅(qū)動(dòng)液晶顯示器、 LED 顯示器，在本系統(tǒng)中作為主控芯片。 8)液晶顯示器 采用 128 64 圖形液晶顯示器。液晶顯示器為本系統(tǒng)主要的人機(jī)界面，由 MCU 控制，在各個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)、波形、頻譜圖以及提示等。 9)CPLD CPLD 在本系統(tǒng)中的作用為總線控制、內(nèi)存分配、 IO 端口管理、鍵盤控制等。采用 ALTERA公司的 EPM7128AETC100。該芯片具有體積小、電壓低、功耗小、速度快的特點(diǎn)。 10） RAM 由于 TMS320VC5402 中的 RAM 容量太小，故采用兩片 1Mb 高速 SRAM作為外擴(kuò)程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，由 CPLD 統(tǒng)一管理。 …………………… 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 共 59 頁 第 22 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊