视频信号预处理IP的硬件实现与软件验证(1).pdf

本文介绍了伽玛校正的概念和作用，研究了伽玛校正中的指数运算在硬件中如何实现的问题，并在文中提出了一个查找表和分段折线相结合的方法，可以大大减少硬件开销。对于白平衡，本文介绍了白平衡的概念和作用，分析了灰度世界算法、完美全反射算法和正交组合算法，然后在Nakano的算法基础上提出了改进算法，并用主观评价法对以上算法进行了评估，最后介绍了基于改进算法的硬件实现方法。对于CFA插值，本文介绍了CFA插值的概念和作用，研究了经典的双线性插值算法，还有一些加入了对图像边缘进行判断的算法，比如，一阶微分边缘插值算法、二阶微分边缘插值算法和Adams-Hamilton自适应插值算法，然后对Adams-Hamilton自适应插值算法进行了一些改进，并用主观评价和PSNR客观评价相结合的方法对以上算法进行了评估，最后介绍了基于改进算法的硬件实现方法。 在软件验证方面，本文用C语言和Verilog同时实现算法，通过相互对比进行验证。在硬件实现方面，本文在xilinx最新的Zynq-7020 FPGA平台上实现了这个视频信号预处理IP，并用Aptina的AR0542传感器为IP提供视频信号输入。 最终根据软件验证和硬件实现的结果，确定了设计的正确性，并且图像效果和硬件开销都可以达到设计要求。