ADI Blackfin DSP处理器-BF533的开发详解39：图像处理专题-图像灰度均衡处理（含源码）
硬件准备
ADSP-EDU-BF533：BF533开发板
AD-HP530ICE：ADI DSP仿真器
软件准备
Visual DSP++软件
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功能介绍
代码实现了图像灰度均衡，代码运行时，会通过文件系统打开工程文件根目下" …/ImageView"路径中的 testin.bmp 文件，进行图像灰度均衡处理后把图片保存到工程文件根目下" …/ImageView"路径中的 testout.bmp 文件，并且将处理后的图片显示到液晶屏上。例子中的算法只支持尺寸为 480*272 的 24bit 的 bmp 图片，可以根据自己的需要自行调整。
代码使用说明
funct.c 中的 GrayEqualize(const BMPIMAGE* img) 该函数是将读取的图像进行灰度均衡处理。
BMPIMAGE * 图像结构体指针
在 main.c 文件中定义了一个#define LCD_VIEW_ENABLE 宏开关，如果不需要将处理后的图片显示在液晶屏上，只需将这个宏开关注释掉。
代码调试步骤
- 将工程文件根目下的 ImageView 文件夹内存放一个名为 testin.bmp 的图像文件，该文件尺寸为 480*272 的24bit 的 bmp 图片（默认已存一幅测试图片）。
- 打开工程文件 BF53x_GrayEqualize.dpj，编译并运行代码。
- 等待图像处理，处理完成之后会在液晶屏上显示处理后的图片，并在工程文件根目下的 ImageView 文件夹内生成一个处理后名为 testout.bmp 图片。
代码调试结果
1．液晶屏上显示处理后的图片。
2．在工程文件根目下的 ImageView 文件夹中查看处理后名为 testout.bmp 图片。
程序源码
bmp.c
#include
#include “bmp.h”
/********************************************************
- 函数名 : OpenBmpFile
- 函数功能 : 以二进制形式打开计算机硬盘BMP图像文件
- 函数参数 : const char * 图像文件名称
-
BMPIMAGE * 图像结构体指针 - 函数返回值 ：FALSE 打开图像文件失败
-
TRUE 打开图像文件成功
/
int OpenBmpFile(const char filename, BMPIMAGE img) {
if((img->bmpfile = fopen(filename, “rb”)) == NULL)
{
printf(“open file is Failure\n\r”);
return FALSE;
}
return TRUE;
}
/**
- 函数名 : writeBmpFile
- 函数功能 : 将二进制图像数据保存到计算机硬盘中
- 函数参数 : const char * 图像文件名称
-
BMPIMAGE * 图像结构体指针 - 函数返回值 ：FALSE 保存图像文件失败
-
TRUE 保存图像文件成功
******************************************************/
int writeBmpFile(const char filename,const BMPIMAGE img) {
FILE *fp;
unsigned int i,j;
unsigned char tempData, *pData;
unsigned int tempHeight;
unsigned int tempWidth;
tempHeight = img->infohead.BiHeight>>1;
tempWidth = img->infohead.BiWidth*3;
pData = img->imgbuf;
for(i = 0; i < img->imagesize; i = i + 3) {
tempData = pData[i];
pData[i] = pData[i + 2];
pData[i + 2] = tempData;
}
for(i=0;iinfohead.BiHeight-1-i)*tempWidth+j];
pData[(img->infohead.BiHeight-1-i)*tempWidth+j] = pData[i*tempWidth+j];
pData[i*tempWidth+j] = tempData;
}
}
if((fp = fopen(filename, "wb")) == NULL)
{
printf("seek file is Failure\n\r");
return FALSE;
}
fwrite(&img->filehead, 1, 2, fp);
fwrite(&img->filehead.bfSize, 1, 12, fp);
fwrite(&img->infohead, 1, 40, fp);
fwrite(img->imgbuf, 1, img->imagesize, fp);
fclose(fp);
fclose(img->bmpfile);
return TRUE;
}
/********************************************************
- 函数名 : GetBmpHeader
- 函数功能 : 读取BMP文件头
- 函数参数 : BMPIMAGE * 图像结构体指针
- 函数返回值 ：FALSE 读取BMP文件头失败
-
TRUE 读取BMP文件头成功
*******************************************************/
int GetBmpHeader(BMPIMAGE img) {
unsigned char headbuffer[INFOHEADSIZE];
BMPFILEHEAD filehead = &img->filehead;
BMPINFOHEAD infohead = &img->infohead;
if (fread(headbuffer, 1, FILEHEADSIZE, img->bmpfile) != FILEHEADSIZE) {
return FALSE;
}
img->filehead.bfType[0] = headbuffer[0];
img->filehead.bfType[1] = headbuffer[1];
if ((unsigned short )&filehead->bfType[0] != (0x4D42)) { / ‘BM’ /
printf(“file is not bmp\n\r”);
return FALSE; / not bmp image/
}
memcpy(&filehead->bfSize, &headbuffer[2], 4);
memcpy(&filehead->bfOffBits, &headbuffer[10], 4);
if(fseek(img->bmpfile, FILEHEADSIZE, SEEK_SET)) {
return FALSE;
}
if (fread(headbuffer, 1, INFOHEADSIZE, img->bmpfile) != INFOHEADSIZE) {
return FALSE;
}
memcpy(&infohead->BiSize, &headbuffer[0], 4);
memcpy(&infohead->BiWidth, &headbuffer[4], 4);
memcpy(&infohead->BiHeight, &headbuffer[8], 4);
memcpy(&infohead->BiPlanes, &headbuffer[12], 2);
memcpy(&infohead->BiBitCount, &headbuffer[14], 2);
memcpy(&infohead->BiCompression, &headbuffer[16], 4);
memcpy(&infohead->BiSizeImage, &headbuffer[20], 4);
memcpy(&infohead->BiXpelsPerMeter, &headbuffer[24], 4);
memcpy(&infohead->BiYpelsPerMeter, &headbuffer[28], 4);
memcpy(&infohead->BiClrUsed, &headbuffer[32], 4);
memcpy(&infohead->BiClrImportant, &headbuffer[36], 4);
if(infohead->BiPlanes != 1) {
return FALSE;
}
if(infohead->BiBitCount !=24) {
return FALSE;
}
if(infohead->BiCompression != BI_RGB) {
return FALSE;
}
GetImageSize(img);
return TRUE;
}
/********************************************************
- 函数名 : GetImageSize
- 函数功能 : 获取BMP文件大小
- 函数参数 : BMPIMAGE * 图像结构体指针
- 函数返回值 ：void
********************************************************/
void GetImageSize(BMPIMAGE *img) {
img->imagesize = img->infohead.BiHeight * WIDTHBYTES(img->infohead.BiWidth * img->infohead.BiBitCount);
}
/********************************************************
- 函数名 : ReadBMPData
- 函数功能 : 读取BMP数据缓冲区
- 函数参数 : BMPIMAGE * 图像结构体指针
- 函数返回值 ：FALSE 读取BMP数据失败
-
TRUE 读取BMP数据成功
*******************************************************/
int ReadBMPData(const BMPIMAGE img) {
unsigned int pitch = WIDTHBYTES(img->infohead.BiWidth * img->infohead.BiBitCount);
unsigned int readnum = 0;
int i, j, k;
unsigned char m_temp;
unsigned char *p_tmp, *p_tmp_cur;
unsigned char tempData, pData;
unsigned int index_data;
pData = img->imgbuf;
if(fseek(img->bmpfile, img->filehead.bfOffBits, SEEK_SET)) {
return FALSE;
}
p_tmp = NULL;
p_tmp = (unsigned char )malloc(pitch * img->infohead.BiHeight);
if(p_tmp != NULL) {
readnum = fread(p_tmp, 1, pitch * img->infohead.BiHeight, img->bmpfile);
p_tmp_cur = p_tmp;
for(i = img->infohead.BiHeight - 1; i >= 0; i–, p_tmp_cur += pitch) {
memcpy(&img->imgbuf[ipitch], p_tmp_cur, pitch);
}
}
else {
for(i = img->infohead.BiHeight - 1; i >= 0; i–) {
readnum += fread(&img->imgbuf[ipitch], 1, pitch, img->bmpfile);
}
}
for(index_data = 0; index_data < img->imagesize; index_data = index_data + 3) {
tempData = pData[index_data];
pData[index_data] = pData[index_data + 2];
pData[index_data + 2] = tempData;
}
if(p_tmp != NULL) {
free(p_tmp);
}
return (readnum == img->imagesize);
}
/********************************************************
- 函数名 : Allocbuf
- 函数功能 : 分配图像缓冲区
- 函数参数 : BMPIMAGE * 图像结构体指针
- 函数返回值 ：FALSE 分配图像缓冲区失败
-
TRUE 分配图像缓冲区成功
/
int Allocbuf(BMPIMAGE img) {
if((img->imgbuf = malloc(img->imagesize)) == NULL)
return FALSE;
return TRUE;
}
/*
- 函数名 : Freebuf
- 函数功能 : 释放图像缓冲区
- 函数参数 : BMPIMAGE * 图像结构体指针
- 函数返回值 ：void
*******************************************************/
void Freebuf(BMPIMAGE img) {
if(img->imgbuf != NULL)
free(img->imgbuf);
img->imgbuf = NULL;
}
cpu.c
#include
#include “cpu.h”
void Init_Timers0(int dat)
{
*pTIMER0_CONFIG = 0x0019;
*pTIMER0_WIDTH = dat;
*pTIMER0_PERIOD = 2000;
}
void Enable_Timers0(void)
{
*pTIMER_ENABLE|= 0x0001;
asm(“ssync;”);
}
void Disable_Timers0(void)
{
*pTIMER_DISABLE |= 0x0001;
}
void Set_PLL(int pmsel,int pssel)
{
int new_PLL_CTL;
*pPLL_DIV = pssel;
asm(“ssync;”);
new_PLL_CTL = (pmsel & 0x3f) << 9;
*pSIC_IWR |= 0xffffffff;
if (new_PLL_CTL != *pPLL_CTL)
{
*pPLL_CTL = new_PLL_CTL;
asm(“ssync;”);
asm(“idle;”);
}
}
void Init_SDRAM(void)
{
*pEBIU_SDRRC = 0x00000817;
*pEBIU_SDBCTL = 0x00000013;
*pEBIU_SDGCTL = 0x0091998d;
ssync();
}
void Init_EBIU(void)
{
*pEBIU_AMBCTL0 = 0x7bb07bb0;
*pEBIU_AMBCTL1 = 0x7bb07bb0;
*pEBIU_AMGCTL = 0x000f;
}
funct.c
#include “bmp.h”
static void GetIntensity(unsigned char* lpDIBBits,float* fPs_R,float* fPs_G,float* fPs_B,int lWidth,int lHeight)
{
long i;
long j;
int nNs_R[256];
int nNs_G[256];
int nNs_B[256];
long lLineBytes=WIDTHBYTES(lWidth24);
memset(nNs_R,0,sizeof(nNs_R));
memset(nNs_G,0,sizeof(nNs_G));
memset(nNs_B,0,sizeof(nNs_B));
for(i=0;i
unsigned char r,g,b;
for(j=0;j
r = (lpDIBBits+lLineBytesi+j);
nNs_R[r]++;
j++;
g = (lpDIBBits+lLineBytesi+j);
nNs_G[r]++;
j++;
b = (lpDIBBits+lLineBytesi+j);
nNs_B[b]++;
}
}
for(i=0;i<256;i++)
{
fPs_R[i]=nNs_R[i]/(lHeight
fPs_G[i]=nNs_G[i]/(lHeightlWidth1.0f);
fPs_B[i]=nNs_B[i]/(lHeightlWidth*1.0f);
}
}
/********************************************************
- 函数名 : GrayEqualize
- 函数功能 : 图像灰度均衡处理
- 函数参数 : BMPIMAGE * 图像结构体指针
- 函数返回值 ：FALSE 处理失败
-
TRUE 处理成功
********************************************************/
int GrayEqualize(const BMPIMAGE* img)
{
unsigned char* lpDIBBits = img->imgbuf;
int lWidth = img->infohead.BiWidth;
int lHeight = img->infohead.BiHeight;
long i;
long j;
long lLineBytes=WIDTHBYTES(lWidth*24);
//灰度分布密度
float fPs_R[256];
float fPs_G[256];
float fPs_B[256];
//中间变量
float temp_r[256];
float temp_g[256];
float temp_b[256];
int nNs_R[256];
int nNs_G[256];
int nNs_B[256];
//初始化
memset(temp_r,0,sizeof(temp_r));
memset(temp_g,0,sizeof(temp_g));
memset(temp_b,0,sizeof(temp_b));
//获得图像的灰度分布密度
GetIntensity(lpDIBBits,fPs_R,fPs_G,fPs_B,lWidth,lHeight);
for(i=0;i<256;i++)
{
if(i==0)
{
temp_r[0]=fPs_R[0];
temp_g[0]=fPs_G[0];
temp_b[0]=fPs_B[0];
}
else
{
temp_r[i]=temp_r[i-1]+fPs_R[i];
temp_g[i]=temp_g[i-1]+fPs_G[i];
temp_b[i]=temp_b[i-1]+fPs_B[i];
}
nNs_R[i]=(int)(225.0f*temp_r[i]+0.5f);
nNs_G[i]=(int)(225.0f*temp_g[i]+0.5f);
nNs_B[i]=(int)(225.0f*temp_b[i]+0.5f);
}
for(i=0;i}
main.c
#include
#include “cpu.h”
#include “tftlcd.h”
#include “bmp.h”
#include “funct.h”
#define INFILEADDR “…/ImageView/testin.bmp”
#define OUTFILEADDR “…/ImageView/testout.bmp”
#define LCD_VIEW_ENABLE
int main(void)
{
BMPIMAGE bmpimage;
Set_PLL(16,4);
Init_EBIU();
Init_SDRAM();
LCDBK_Disable();
if(!OpenBmpFile(INFILEADDR,&bmpimage))
return FALSE;
if(!GetBmpHeader(&bmpimage))
return FALSE;
if(!Allocbuf(&bmpimage))
return FALSE;
if(!ReadBMPData(&bmpimage))
return FALSE;
/* 图像灰度均衡处理 */
if(!GrayEqualize(&bmpimage))
return FALSE;
#ifdef LCD_VIEW_ENABLE
Enable_Timers0();
RGB888_RGB565(&bmpimage,(void*)DisplayBuffer_565);
#endif
if(!writeBmpFile(OUTFILEADDR,&bmpimage))
return FALSE;
#ifdef LCD_VIEW_ENABLE
InitDMA();
InitPPI();
InitTimer();
PPI_TMR_DMA_Enable();
LCD_Enable();
LCDBK_Enable();
Init_Timers0(1999);//1~1999 控制背光亮度
Enable_Timers0();
while(1);
#endif
}
tftlcd.c
#include
#include “tftlcd.h”
#include “cpu.h”
section(“sdram0_bank1”) unsigned char DisplayBuffer_565[272][1440] ;
void InitDMA(void)
{
int addr;
addr = &DisplayBuffer_565;
addr -= 1920;
*pDMA0_START_ADDR = addr;
*pDMA0_X_COUNT = 480;
*pDMA0_X_MODIFY = 2;
*pDMA0_Y_COUNT = 286;
*pDMA0_Y_MODIFY = 2;
*pDMA0_CONFIG = 0x1034;
}
void InitPPI(void)
{
*pPPI_CONTROL = 0x781e;
*pPPI_DELAY = 0;
*pPPI_COUNT = 479;
*pPPI_FRAME = 286;
}
void InitTimer(void)
{
*pTIMER1_PERIOD = 525;
*pTIMER1_WIDTH = 41;
*pTIMER1_CONFIG = 0x00a9;
*pTIMER2_PERIOD = 150150;
*pTIMER2_WIDTH = 5250;
*pTIMER2_CONFIG = 0x00a9;
}
void PPI_TMR_DMA_Enable(void)
{
*pDMA0_CONFIG |= 0x1;
asm(“ssync;”);
InitTimer();
*pPPI_CONTROL |= 0x1;
asm(“ssync;”);
*pTIMER_ENABLE|= 0x0006;
asm(“ssync;”);
}
void PPI_TMR_DMAR_Disable(void)
{
*pDMA0_CONFIG &= (~0x1);
*pPPI_CONTROL &= (~0x1);
}
void RGB888_RGB565( BMPIMAGE* img, unsigned char *dst)
{
int i = 0;
int j = 0;
if (img->imagesize % 3 != 0)
{
return;
}
for (i = 0; i < img->imagesize; i += 3)
{
dst[j+1] = img->imgbuf[i+2] &0xf8; //B
dst[j+1] |= ((img->imgbuf[i+1]>>5) & 0x07); //GH
dst[j] = ((img->imgbuf[i+1]<<3) & 0xe0); //GL
dst[j] |= ((img->imgbuf[i]>>3) &0x1f); //R
j += 2;
}
}