數(shù)碼相機(jī)的顏色插值算法研究及其FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著B(niǎo)ayer格式顏色濾波陣列（CFA）在數(shù)碼相機(jī)中越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，Bayer格式圖像的彩色還原算法研究及算法的硬件實(shí)現(xiàn)就成了數(shù)碼相機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。與此同時(shí)，系統(tǒng)的小型化、高速化、智能化需求為數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，F(xiàn)PGA的快速發(fā)展又為應(yīng)對(duì)這一系列挑戰(zhàn)帶來(lái)了新的思路。因此，本論文主要針對(duì)顏色插值算法在圖像質(zhì)量、處理速度及資源消耗上的改進(jìn)以及改進(jìn)算法的FPGA實(shí)現(xiàn)展開(kāi)工作，工作內(nèi)容如下：
　　回顧了經(jīng)典的Demosaicin

2、g算法，并從算法恢復(fù)后的圖像質(zhì)量、算法的FPGA實(shí)現(xiàn)角度對(duì)經(jīng)典算法進(jìn)行了分析，為設(shè)計(jì)新算法提供了指導(dǎo)依據(jù)。結(jié)合雙線性插值算法的平滑濾波特性及基于梯度的插值算法的邊緣敏感特性提出了一種滿足數(shù)碼相機(jī)較高處理實(shí)時(shí)性、較低資源消耗及較高彩色還原質(zhì)量要求的圖像插值新算法；為發(fā)揮兩算法各自的優(yōu)點(diǎn)，算法設(shè)計(jì)中將通過(guò)閾值有針對(duì)性地進(jìn)行插值方法的選擇，并將基于梯度的插值機(jī)制應(yīng)用于紅色及藍(lán)色分量的恢復(fù)，保證全通道分量得到同樣的處理效果。完成算法設(shè)計(jì)后，從算

3、法的 FPGA實(shí)現(xiàn)角度對(duì)新算法進(jìn)行了評(píng)估，并通過(guò)MATLAB仿真工具以一些典型圖片對(duì)經(jīng)典的及新設(shè)計(jì)的插值算法進(jìn)行了仿真測(cè)試。測(cè)試對(duì)比結(jié)果表明：全通道梯度閾定插值算法恢復(fù)后的圖像質(zhì)量有所改善。
　　設(shè)計(jì)了新算法的 FPGA實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證方案，并從節(jié)省資源角度提出了數(shù)據(jù)緩存的實(shí)現(xiàn)方案，從提高處理實(shí)時(shí)性角度提出了插值計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方案。以VHDL語(yǔ)言為硬件描述語(yǔ)言，采用Altera公司Cyclone器件系列的FPGA芯片EP1C3T1007，完