基于移动智能终端的视像信号处理技术研究

发布时间：2019-08-28 16:18

【摘要】：全球第三代移动通讯技术已经迈向成熟阶段,而全球第四代移动通讯技术已经悄然而至,视像采集和视像处理已经成为移动通讯智能终端的重要组成部分。集成图像信号处理和视频信号处理器的系统级芯片方案在高像素消费类电子产品中有长足发展。本论文主要研究基于移动智能终端的视像信号处理技术及其实现,这将为移动智能终端的多媒体系统新架构的研究奠定了基础。论文在研究移动智能终端应用处理器的基础上,设计了适合移动智能终端解决方案的图像信号处理器和视频信号处理器架构,实现了视像信号处理系统,在提高主控芯片集成度的同时,降低了功耗和成本。论文主要针对移动终端视频采集的特点和高清视频处理的需求进行相应的理论研究和算法实现。详细研究了图像抗渐晕技术、自适应自动白平衡技术和AVS视频压缩技术的算法理论及电路设计,搭建了FPGA软硬件验证平台,并使用CMOS图像传感器OV5647,对数字图像处理器进行了FPGA板级验证。设计的视像信号处理系统在功耗、性能等方面达到预期效果,该系统被应用于移动智能应用处理器芯片之中,并采用28nm进行了流片。本文主要创新工作有:1.提出一种创新的抗渐晕图像算法,在有效消除渐晕的同时,改善了由镜头所引起的图像色彩不均匀。该算法首先利用统计方法得到图像中心点以及RGB三个通道的补偿因子曲线并进行线性拟合,而后通过计算得到各通道的衰减速率,最后利用各通道的衰减速率对图像进行补偿。经过算法处理后,图像相对照度提高到97.62%,渐晕现象消失。同时图像的相对色度提高了12.8%,达到83.14%,图像色彩变得均匀。2.提出一种高效基于流水线设计的环形滤波器架构。该架构应用于AVS高清视频解码器流水的第四级,在实现面积最优的同时提高了高清视频解码效率,达到高效、低成本的视频去块效应的目的,在1080P@30fps的高清实时解码情况下,面积为19.1Kgate(不含内部SRAM),成本更优。3.提出一种新型图像边界扩展算法以重构出界的参考宏块,实现了图像无限制运动向量(Unlimited Motion Vector,UMV)的获取,从而完善图像边界的运动补偿效果。解决了在AVS视频解码过程中由于参考宏块出界而导致视频解码效率降低的问题。本模块打开UMV后综合的芯片面积仅增加面积1.5%,而AVS视频解码系统采用UMV比不采用UMV解码效率明显提高。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN919.8
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本文编号：2530244