高分辨率圖像處理電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究與優(yōu)化.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著多媒體和消費(fèi)電子技術(shù)的不斷進(jìn)步,基于高分辨率的圖像處理正日益受到廣泛關(guān)注。在靜態(tài)圖像處理領(lǐng)域,圖像的分辨率正在從800萬像素、1200萬像素提升到2400萬像素或更高;在動態(tài)圖像(視頻或動畫)處理領(lǐng)域,面向4K×2K和8K×4K像素分辨率的視頻圖像已經(jīng)被下一代視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn) HEVC(High Efficiency Video Coding)所采用。因此,面向高分辨率的實(shí)時圖像處理已經(jīng)成為需要突破的重要技術(shù)。
  首先,論文對

2、目前的國際圖像和視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢、特別是 HEVC標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了介紹綜述,并針對其中關(guān)鍵步驟的算法進(jìn)行深入分析,明確已有硬件結(jié)構(gòu)在應(yīng)用到超高分辨率應(yīng)用環(huán)境時需改進(jìn)的問題。
  論文針對 HEVC解碼系統(tǒng)中的可變塊大小圖像壓縮問題,重點(diǎn)研究了離散正弦逆變換(IDST)/離散余弦逆變換(IDCT)算法硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。論文分析了當(dāng)前文獻(xiàn)報(bào)道的各種結(jié)構(gòu)存在的不足,并通過標(biāo)準(zhǔn)測試圖像仿真分析,得出可變塊計(jì)算特點(diǎn);基于上述分析,提出了

3、基于外部串行輸入、內(nèi)部流水計(jì)算的IDCT/IDST實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),可在確保電路實(shí)時處理能力的同時有效提升了架構(gòu)的硬件利用效率;針對 IDCT/IDST中的常數(shù)乘法運(yùn)算開展了優(yōu)化工作,提出了一種改進(jìn)的常數(shù)乘法器結(jié)構(gòu)。上述電路采用SMIC65nm1P9M工藝實(shí)現(xiàn),仿真結(jié)果驗(yàn)證電路性能較優(yōu)。
  在上述工作基礎(chǔ)上,論文面向HEVC4K×2K應(yīng)用的圖像壓縮問題,提出了一種基于全流水可變塊的二維IDCT/IDST結(jié)構(gòu),提出了二維IDCT/IDST

4、中轉(zhuǎn)置存儲器容量設(shè)計(jì)方案,在較小存儲容量的情況下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作停頓最小化。論文針對HEVC8K×4K應(yīng)用的超高分辨率圖像壓縮問題,提出了一種高性能可變塊二維IDCT/IDST硬件架構(gòu);該結(jié)構(gòu)基于4路并發(fā)執(zhí)行的IDCT/IDST運(yùn)算,電路的性能進(jìn)一步提升,緩存釋放更加高效。設(shè)計(jì)采用SMIC65nm1P9M工藝實(shí)現(xiàn),仿真結(jié)果表明,電路性能滿足實(shí)時圖像處理要求。
  論文面向高分辨率 CMOS圖像傳感器的圖像處理需求,分析和研究了像素壞點(diǎn)

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