基于FPGA的双线性CFA插值算法的设计.doc
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1、基于FPGA的双线性CFA插值算法的设计摘要:实现了基于FPGA 的双线性CFA 插值算法。该算法的处理对象是每个像素为8 bit的XGA 15 Hz 的Bayer 模板数据,目的是能得到每个像素是24 bit 的XGA 15 Hz 的彩色图像数据。输入的数据先进入缓存模块,缓存模块是由FPGA 内部的双口的RAM 构成,从缓存中输出的数据被分成奇行组和偶行组,然后奇行组的数据经选择器进入奇行奇列运算块和奇行偶列运算块,偶行组的数据经选择器进入偶行奇列运算块和偶行偶列运算块,最后在插值控制模块的作用下,各运算块处理的数据经输出选择器输出。像数码相机这样的数字图像设备,考虑到成本和包装, 输出的
2、一般是贝尔(Bayer ) 模板1 CFA(Color Filter Array) 图像,需要通过CFA 插值算法来获得全彩图像。在实现算法时,通常需要专用的DSP (digital signal processing) ,后然采用C 语言或者其他语言编程进行实现;随着半导体技术的发展, FPGA (field pro-gramming gate array) 作为可编程芯片,其集成度也已达上千万门, FPGA 的可编程特性使其在SOC( system on a chip) 中发挥着越来越重要的作用,这样就产生了用FPGA 直接实现算法,而不需要再用价格昂贵的DSP ,笔者就尝试基于FPGA
3、实现CFA插值算法。1 双线性插值算法双线性插值算法2 ,3 是非自适应算法的一种,输出的图像使用邻近像素中相同颜色成份做线性平均计算来补偿每个像素丢失的颜色。如图1 中,像素(2 , 3) 仅有蓝色成份。因此丢失的绿色部份可通过求其上、下、左、右像素的绿色成份的平均值得到。同样,丢失的红色可通过对相邻四个对角上的像素的红色成份求平均值。这种算法可以被视频所接受,因为人类的眼睛不容易在动态的两帧视频中查觉到模糊。2 双线性插值的模块化设计整个设计采取自顶向下的模块化设计4 方法,代码采用VHDL 语言进行编写,顶层模块定义为CFA 插值模块,定义输入输出接口信号、复位、时钟信号,并且描述了内部
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- 基于 FPGA 双线 CFA 算法 设计
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