面向圖像采集的后處理關(guān)鍵模塊設(shè)計.pdf

1、隨著計算機、多媒體和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的高速發(fā)展，圖像采集與處理被廣泛應(yīng)用于監(jiān)測、遙感、影視制作、科研等諸多領(lǐng)域。本文針對圖像采集過程中由于物理環(huán)境、成像方式和圖像傳感器質(zhì)量的影響在圖像中引入的噪聲，結(jié)合圖像采集設(shè)備和顯示終端分辨率的多樣化，以及圖像降噪、縮放處理后的畫質(zhì)退化問題，設(shè)計包含降噪、縮放、銳化三個功能模塊的圖像后處理系統(tǒng)。
　　本文首先對圖像降噪、縮放和銳化的現(xiàn)有算法進行介紹，包括算法原理、計算步驟、優(yōu)缺點等。從應(yīng)用需求角度

2、出發(fā)，依據(jù)算法處理后圖像的主觀視覺效果和客觀評價參數(shù)值，選擇降噪和保邊性能良好的增維型快速雙邊濾波降噪算法、算法簡單易于實現(xiàn)的基于查表的雙三次插值縮放算法和具有較低噪聲敏感性的多方向邊緣檢測型銳化算法。
　　其次，在算法的硬件設(shè)計過程中，針對圖像處理數(shù)據(jù)流通量大的特點，采用流水線設(shè)計，并使用多像素行緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)，提高數(shù)據(jù)并行處理能力。在降噪和銳化模塊設(shè)計中充分考慮中間處理結(jié)果在前后級模塊中的復(fù)用，節(jié)省面積和功耗。在縮放模塊設(shè)計中，Y

3、分量采用雙三次插值，UV分量采用雙線性插值。本文面向圖像采集的后處理系統(tǒng)支持RGB888、RGB565、YUV420等多種色彩格式，支持最大輸入圖像分辨率為1600萬像素，支持最大輸出圖像分辨率為2048×2048。
　　最后，使用NC-Verilog完成各子模塊功能仿真，結(jié)合實驗室芯片架構(gòu)分別進行模塊級和系統(tǒng)級仿真。仿真結(jié)果表明，本文設(shè)計的后處理系統(tǒng)可正確實現(xiàn)RGB/YUV間的色彩空間轉(zhuǎn)換、快速雙邊濾波降噪、1/16x-4x的縮