【摘要】：全球第三代移動(dòng)通訊技術(shù)已經(jīng)邁向成熟階段,而全球第四代移動(dòng)通訊技術(shù)已經(jīng)悄然而至,視像采集和視像處理已經(jīng)成為移動(dòng)通訊智能終端的重要組成部分。集成圖像信號(hào)處理和視頻信號(hào)處理器的系統(tǒng)級(jí)芯片方案在高像素消費(fèi)類電子產(chǎn)品中有長(zhǎng)足發(fā)展。本論文主要研究基于移動(dòng)智能終端的視像信號(hào)處理技術(shù)及其實(shí)現(xiàn),這將為移動(dòng)智能終端的多媒體系統(tǒng)新架構(gòu)的研究奠定了基礎(chǔ)。論文在研究移動(dòng)智能終端應(yīng)用處理器的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了適合移動(dòng)智能終端解決方案的圖像信號(hào)處理器和視頻信號(hào)處理器架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了視像信號(hào)處理系統(tǒng),在提高主控芯片集成度的同時(shí),降低了功耗和成本。論文主要針對(duì)移動(dòng)終端視頻采集的特點(diǎn)和高清視頻處理的需求進(jìn)行相應(yīng)的理論研究和算法實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)研究了圖像抗?jié)u暈技術(shù)、自適應(yīng)自動(dòng)白平衡技術(shù)和AVS視頻壓縮技術(shù)的算法理論及電路設(shè)計(jì),搭建了FPGA軟硬件驗(yàn)證平臺(tái),并使用CMOS圖像傳感器OV5647,對(duì)數(shù)字圖像處理器進(jìn)行了FPGA板級(jí)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)的視像信號(hào)處理系統(tǒng)在功耗、性能等方面達(dá)到預(yù)期效果,該系統(tǒng)被應(yīng)用于移動(dòng)智能應(yīng)用處理器芯片之中,并采用28nm進(jìn)行了流片。本文主要?jiǎng)?chuàng)新工作有:1.提出一種創(chuàng)新的抗?jié)u暈圖像算法,在有效消除漸暈的同時(shí),改善了由鏡頭所引起的圖像色彩不均勻。該算法首先利用統(tǒng)計(jì)方法得到圖像中心點(diǎn)以及RGB三個(gè)通道的補(bǔ)償因子曲線并進(jìn)行線性擬合,而后通過計(jì)算得到各通道的衰減速率,最后利用各通道的衰減速率對(duì)圖像進(jìn)行補(bǔ)償。經(jīng)過算法處理后,圖像相對(duì)照度提高到97.62%,漸暈現(xiàn)象消失。同時(shí)圖像的相對(duì)色度提高了12.8%,達(dá)到83.14%,圖像色彩變得均勻。2.提出一種高效基于流水線設(shè)計(jì)的環(huán)形濾波器架構(gòu)。該架構(gòu)應(yīng)用于AVS高清視頻解碼器流水的第四級(jí),在實(shí)現(xiàn)面積最優(yōu)的同時(shí)提高了高清視頻解碼效率,達(dá)到高效、低成本的視頻去塊效應(yīng)的目的,在1080P@30fps的高清實(shí)時(shí)解碼情況下,面積為19.1Kgate(不含內(nèi)部SRAM),成本更優(yōu)。3.提出一種新型圖像邊界擴(kuò)展算法以重構(gòu)出界的參考宏塊,實(shí)現(xiàn)了圖像無限制運(yùn)動(dòng)向量(Unlimited Motion Vector,UMV)的獲取,從而完善圖像邊界的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償效果。解決了在AVS視頻解碼過程中由于參考宏塊出界而導(dǎo)致視頻解碼效率降低的問題。本模塊打開UMV后綜合的芯片面積僅增加面積1.5%,而AVS視頻解碼系統(tǒng)采用UMV比不采用UMV解碼效率明顯提高。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN919.8
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本文編號(hào)：2530244