本书以培养学生利用DSP硬件平台实现数字图像处理算法的编程技能为核心，采用DSP原理与图像处理算法相融合的方式，详细地介绍了DSP数字图像处理基础知识、TMS320C6000硬件结构、存储结构、视频接口、中断、EDMA控制器、CCS软件、图像处理算法原理、编程步骤与DSP程序等内容。

本书的前7章讲解DSP硬件结构与编程方法，后面13章详细地剖析了13个DSP图像处理试验，每个试验来源于数字图像处理的经典算法，其中主要包括图像灰度化、图像的噪声产生与平滑、图像直方图、图像增强、边缘检测、阈值二值化、图像取反与DCT变换等。每个试验分别组织成完整的一章，由算法引入、基本原理、算法步骤、流程图、DSP代码分析与仿真试验等主体部分组成。通过理论学习和试验，学生不仅能够掌握DSP和图像处理的理论知识，而且能够掌握DSP的编程方法，达到理论与实践相结合的教学目的，从而培养学生的动手能力，激发学生的学习兴趣。

本书内容丰富新颖，所举实例具有代表性与典型性，对图像处理原理及DSP编程步骤分析非常透彻，具有较强的实用性与指导性；本书可作为各类工科院校电子信息、自动化等专业的教材，也可供从事DSP应用设计开发的工程技术人员参考。

第 1章　DSP数字图像处理基础知识　1

1.1　数字图像处理的起源及发展　1

1.2　数字图像处理的基本概念　2

1.2.1　图像的概念　2

1.2.2　图像的类型　2

1.2.3　数字图像的主要参数　4

1.2.4　图像处理与图像表示　5

1.2.5　BMP位图的颜色数目　6

1.2.6　颜色模型　6

1.3　数字图像处理的应用领域　10

1.4　数字图像处理的优势　11

1.5　数字图像处理系统的基本模块　12

1.6　数字图像处理的研究内容与发展方向　13

1.7　基于DSP的图像处理系统　14

1.7.1　DSP芯片的特点　15

1.7.2　DSP芯片选择　16

1.7.3　DSP图像处理系统的优势　17

1.7.4　DSP的发展趋势与前景　17

习题　18

第 2章　TMS320C6000 DSP芯片概述　19

2.1　DSP芯片概述　19

2.1.1　主要类型　19

2.1.2　TI公司的DSP芯片　20

2.1.3　TI公司DSP芯片的命名规则　22

2.2　TMS320DM642 DSP芯片　25

2.2.1　DM642概述　25

2.2.2　DM642的器件特性　26

2.2.3　TMS320DM642原理框图　29

2.2.4　TMS320DM642的应用领域　30

习题　30

第3章　GPIO及视频接口　31

3.1　概述　31

3.2　GPIO寄存器　32

3.2.1　GPIO使能寄存器(GPEN)　32

3.2.2　GPIO方向寄存器(GPDIR)　33

3.2.3　GPIO数值寄存器(GPVAL)　33

3.2.4　GPIO Delta寄存器(GPDH，GPDL)　33

3.2.5　GPIO屏蔽寄存器(GPHM，GPLM)　34

3.2.6　GPIO全局控制寄存器(GPGC)　35

3.3　TMS320DM642视频口　36

习题　38

第4章　CPU及存储结构　39

4.1　CPU结构　39

4.1.1　中央处理单元　39

4.1.2　CPU数据总线与控制　40

4.2　存储器空间分配　42

习题　45

第5章　中断及定时器　46

5.1　中断系统　46

5.1.1　复位　47

5.1.2　不可屏蔽中断(NMI)　47

5.1.3　可屏蔽中断(INT4～INT15)　48

5.1.4　中断优先级　48

5.1.5　中断控制寄存器　48

5.1.6　中断服务表(IST)　49

5.1.7　中断服务表指针寄存器(ISTP)　49

5.2　定时器　50

5.2.1　概述　50

5.2.2　定时器寄存器　51

5.2.3　定时器控制　52

习题　54

第6章　串口及EDMA控制器　55

6.1　串口概述　55

6.2　接口信号和控制寄存器　56

6.2.1　串口配置寄存器　58

6.2.2　接收和发送控制寄存器　61

6.2.3　采样率发生寄存器　63

6.3　EDMA控制器　64

6.3.1　EDMA控制器概述　64

6.3.2　事件处理和EDMA控制寄存器　66

6.3.3　传输参数与参数RAM　67

6.3.4　EDMA的传输操作　71

6.3.5　EDMA传输的终止　75

习题　76

第7章　CCS软件及C语言编程　77

7.1　CCS的简介　77

7.2　代码生成工具　78

7.3　CCS集成开发环境　79

7.3.1　编辑源程序　79

7.3.2　创建应用程序　80

7.3.3　调试应用程序　80

7.4　硬件仿真和实时数据交换　80

7.5　CCS文件和变量　81

7.5.1　安装文件夹　81

7.5.2　扩展文件夹　82

7.6　CCS的安装与配置　83

7.6.1　安装CCS软件　83

7.6.2　设置CCS　84

7.6.3　启动与关闭CCS　87

7.7　CCS入门实验　87

7.7.1　建立DSP工程　87

7.7.2　编辑与修改工程文件　88

7.7.3 基本调试功能　91

7.7.4　使用观察窗口　92

7.8　TMS320C64x C语言设计　94

7.8.1　TMS320DM642支持的C语言的数据类型　94

7.8.2　C语言的常用语句　96

7.8.3　函数的定义　98

习题　99

第8章　彩色图像转化成灰度图像　100

8.1　RGB彩色图像转化成灰度图像　100

8.1.1　基本原理　100

8.1.2　算法步骤与流程图　103

8.1.3　C语言代码与分析　103

8.2　YUV彩色图像转化成灰度图像　104

8.2.1　基本原理　104

8.2.2　算法步骤　106

8.2.3　C语言代码与分析　106

8.3　试验结果与分析　106

8.3.1　试验目的　106

8.3.2　试验准备　106

8.3.3　试验步骤　107

8.3.4　试验结果与比较　107

8.4　分析与总结　109

习题　109

第9章　噪声图像产生及处理　110

9.1　引言　110

9.2　图像去噪　113

9.3　椒盐噪声　118

9.3.1　基本原理　118

9.3.2　算法步骤与流程图　119

9.3.3　C语言代码与分析　119

9.4　高斯噪声　120

9.4.1　基本原理　120

9.4.2　算法步骤与流程图　122

9.4.3　C语言代码与分析　122

9.5　试验结果与分析　123

9.5.1　试验目的　123

9.5.2　试验设备　123

9.5.3　试验步骤　124

9.5.4　试验结果与比较　124

9.6　分析与总结　126

习题　127

第 10章　图像平滑　128

10.1　引言　128

10.2　邻域平均法图像平滑　129

10.2.1　基本原理　129

10.2.2　算法步骤与流程图　130

10.2.3　C语言代码与分析　130

10.3　加权平均法图像平滑　132

10.3.1　基本原理　132

10.3.2　算法步骤与流程图　134

10.3.3　C语言代码与分析　135

10.4　试验结果与分析　136

10.4.1　试验目的　136

10.4.2　试验设备　136

10.4.3　试验步骤　136

10.4.4　试验结果与比较　136

10.5　分析与总结　138

习题　139

第 11章　中值滤波　140

11.1　引言　140

11.2　中值滤波的基本原理　140

11.2.1　背景知识　140

11.2.2　中值滤波的基本原理　141

11.3　算法步骤与流程图　143

11.4　C语言代码与分析　143

11.5　试验结果　145

11.5.1　试验目的　145

11.5.2　试验设备　145

11.5.3　试验步骤　145

11.5.4　试验结果与比较　146

11.6　分析与总结　148

习题　148

第 12章　图像锐化　149

12.1　引言　149

12.2　梯度锐化　149

12.2.1　基本原理　149

12.2.2　算法步骤与流程图　152

12.2.3　C语言代码与分析　152

12.3 拉普拉斯锐化　153

12.3.1　基本原理　153

12.3.2　算法步骤与流程图　155

12.3.3　C语言代码与分析　156

12.4　试验结果与分析　157

12.4.1　试验目的　157

12.4.2　试验设备　157

12.4.3　试验步骤　158

12.4.4　试验结果与比较　158

12.5　分析与总结　160

习题　160

第 13章　图像灰度线性变换　161

13.1　引言　161

13.2　图像灰度线性变换的基本原理　162

13.2.1　灰度变换　162

13.2.2　灰度线性变换　162

13.2.3　分段线性灰度变换　163

13.3　算法步骤与流程图　165

13.4　C语言代码与分析　165

13.5　试验结果与分析　166

13.5.1　试验目的　166

13.5.2　试验设备　166

13.5.3　试验步骤　166

13.5.4　试验结果与比较　167

13.6　分析与总结　169

习题　169

第 14章　图像灰度非线性变换　170

14.1　引言　170

14.2　对数非线性变换　171

14.2.1　基本原理　171

14.2.2　算法步骤与流程图　172

14.2.3　C语言DSP子程序与分析　172

14.3　指数非线性变换　174

14.3.1　基本原理　174

14.3.2　算法步骤与流程图　174

14.3.3　C语言DSP子程序与分析　175

14.4　试验结果与分析　177

14.4.1　试验目的　177

14.4.2　试验设备　177

14.4.3　试验步骤　177

14.4.4　试验结果与比较　177

14.5　分析与总结　179

习题　180

第 15章　直方图统计　181

15.1　基本原理　181

15.1.1　数字图像的表示　181

15.1.2　数字图像直方图的统计原理　182

15.1.3　图像灰度直方图对比　183

15.1.4　灰度直方图的应用　183

15.2　算法步骤与流程图　185

15.3　C语言代码与分析　185

15.4　试验结果与分析　186

15.4.1　试验目的　186

15.4.2　试验设备　186

15.4.3　试验步骤　186

15.4.4　试验结果与比较　187

15.5　分析与总结　188

习题　189

第 16章　直方图均衡化　190

16.1　基本原理　190

16.2　算法步骤与流程图　191

16.3　C语言代码与分析　193

16.4　试验结果　194

16.4.1　试验目的　194

16.4.2　试验设备　194

16.4.3　试验步骤　194

16.4.4　试验结果与比较　194

16.5　分析与总结　197

习题　197

第 17章　边缘检测　198

17.1　边缘检测　198

17.1.1　图像边缘的概念　199

17.1.2　边缘检测的原理　201

17.1.3　边缘检测的步骤　202

17.1.4　边缘检测的算法　202

17.2　Sobel算子　205

17.2.1　基本原理　205

17.2.2　算法步骤与流程图　207

17.2.3　C语言代码与分析　207

17.3　试验结果与分析　210

17.3.1　试验目的　210

17.3.2　试验设备　210

17.3.3　试验步骤　210

17.3.4　试验结果与比较　211

17.4　分析与总结　213

习题　214

第 18章　图像取反　216

18.1　图像取反基本原理　216

18.2　算法步骤与流程图　217

18.3　C语言DSP子程序与分析　218

18.4　试验结果与分析　219

18.4.1　试验目的　219

18.4.2　试验设备　219

18.4.3　试验步骤　219

18.4.4　试验结果与比较　220

18.5　分析与总结　222

习题　222

第 19章　图像阈值二值化处理　223

19.1　引言　223

19.2　阈值二值化基本原理　224

19.2.1　双峰法　224

19.2.2　P参数法　225

19.2.3　大津法　225

19.2.4　最大熵阈值法　226

19.2.5　迭代法(最佳阈值法)　227

19.3　算法步骤与流程图　227

19.4　C语言DSP子程序与分析　228

19.5　试验结果与分析　230

19.5.1　试验目的　230

19.5.2　试验设备　230

19.5.3　试验步骤　230

19.5.4　试验结果与比较　231

19.6　分析与总结　233

习题　234

第 20章　二维DCT　235

20.1　二维DFT概念及发展　235

20.1.1　一维傅里叶变换及其反变换　235

20.1.2　二维DFT及其反变换　237

20.1.3　快速傅里叶变换及反变换　238

20.2　二维DCT变换　238

20.2.1　从Fourier级数到余弦变换　238

20.2.2　余弦级数　239

20.2.3　连续余弦变换　239

20.2.4　一维离散余弦变换　239

20.2.5　二维离散余弦变换　240

20.2.6　二维DCT的应用　241

20.3　算法步骤与流程图　241

20.4　C语言代码与分析　244

20.5　试验结果与分析　250

20.5.1　试验目的　250

20.5.2　试验设备　250

20.5.3　试验步骤　250

20.5.4　试验结果与比较　250

20.6　分析与总结　253

习题　253

参考文献　254