一、实验目的

学习RGB24图像灰度转换的原理，掌握图像的读取方法，并实现在LCD上显示灰度转换前后的图像。

二、实验原理

RGB24图像灰度转换

RGB颜色空间作为一种常用的彩色图像表示模型，分别用红（R）、绿（G）、蓝（B）三原色的组合来表示每个像素的颜色。一般情况下，RGB彩色图像灰度化有三种转化方案：

（1）加权平均法

（2）平均值法：对彩色图像的每个像素中的R、G、B三个分量的值进行简单的算术平均，将得到的平均值作为灰度图像对应像素的亮度值。

（3）最大值法：将彩色图像的每个像素中的R、G、B三个分量中的最大值作为灰度图对应像素的灰度值。

RGB24图像灰度转换：加权平均法

所谓加权平均法就是根据三基色的重要性及其他指标，将R、G、B三个分量以不同的权值进行加权平均。由于人眼对绿色的敏感最高，对蓝色敏感最低，因此我们可以按照下式对R、G、B三分量进行加权平均，则能得到较合理的灰度图像。

而实际应用时，希望避免低速的浮点运算，所以需要整数算法，变种的公式：

Gray = (R30 + G59 + B*11 + 50) / 100

整数算法已经很快了，但是最后的除法仍制约了速度。移位比除法快多了，所以可以将系数缩放成 2 的整数幂。

本实验使用8位精度，2 的 8次幂是256，所以这样计算系数

0.299 * 256 = 76.544 ≈ 76

0.587 * 256 + (0.544) = 150.272 + 0.264 = 150.816 ≈ 150

0.114 * 256 + (0.816) = 29.184 + 0.896 = 30.08

由于四舍五入会有较大的误差，所以将以前的计算结果的误差一起计算进去，舍入方式是去尾法。移位优化之后，8位精度系数，如下：

Gray = (R76 + G150 + B*30) >> 8

程序流程设计

程序流程设计中首先要进行外设使能配置，接着进行LCD管脚复用配置和LCD中断配置，然后进行LCD显示的初始化，最后读取工程目录下的BMP图像并进行RGB24图像的灰度转换处理，将图像数据显示到LCD上。

三、操作现象

实验设备

本实验使用的硬件接口为LCD，所需硬件为实验板、仿真器、LCD和电源。

硬件连接

（1）连接仿真器和电脑的USB接口，

（2）将拨码开关拨到DEBUG模式01111，连接实验箱电源，拨动电源开关上电。

软件操作

导入工程，选择Demo文件夹下的对应工程

编译工程，生成可执行文件

将CCS连接实验箱并加载程序

程序加载完成后点击运行程序

运行程序后，CCS的Console窗口会打印相关信息，同时LCD会显示标题。

稍等片刻后，图像处理完成，LCD会显示灰度转换处理前后的图片。

实验结束后，先点击黄色按钮暂停程序运行，再点击红色按钮退出CCS与实验箱的连接，最后实验箱断电即可。