基于USB2.0的視頻圖像處理芯片實(shí)現(xiàn)方案

4 PU模塊中核心部件的設(shè)計(jì)

　　圖像處理單元所要完成的功能主要有：（1）圖像濾波（Image Filte）；（2）對(duì)比度（Contrast）；（3）亮度（Brightness）；（4）飽和度（Saturation）；（5）色相（Hue）；（6）銳化（Sharpness）；（7）伽馬校正（Gamma）等。圖3 給出了PU 模塊中核心部件的結(jié)構(gòu)，其中圖像濾波功能是通過一個(gè)1×5 窗口在圖像上的遍歷來完成，伽馬校正主要是通過對(duì)ROM 的查表來實(shí)現(xiàn)。

圖3 PU 模塊中核心部件結(jié)構(gòu)圖。

　　5 設(shè)計(jì)的仿真和驗(yàn)證

　　5.1 模塊的功能仿真

　　主要給出了對(duì)圖像預(yù)處理模塊中核心部件Bayer模塊的仿真驗(yàn)證方法，其他模塊的仿真驗(yàn)證與此類似。

　　由于圖像處理模塊所涉及的數(shù)據(jù)量非常龐大，僅憑單一的一種或兩種軟件無法獨(dú)立完成，所以這里仿真驗(yàn)證的工作是通過三個(gè)軟件Xilinx ISE + ModelSim +Matlab 共同完成，圖4 給出了Bayer 模塊TestBench示意圖，其實(shí)現(xiàn)的步驟主要分為以下三步：

圖4 Bayer 模塊TestBench 模型示意圖。

　　（1）由MATLAB 從10 張有共同壞點(diǎn)位置的不同JPEG 圖像中讀取8bit 無符號(hào)RGB 數(shù)據(jù)，然后由相應(yīng)的RGB 數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的Bayer 數(shù)據(jù)，并以10個(gè)。txt 文本文件來保留這10 張圖像的Bayer 數(shù)據(jù)，這十張文本文件同壞點(diǎn)位置信息一起作為測試輸入激勵(lì)。

　　（2）把測試輸入激勵(lì)，分別輸入Bayer 模塊和MATLAB 模擬Bayer 模塊功能的程序中，可以分別得到大量的信息，這些信息都是由。txt 文本文件來保存，其中MATLAB 模擬程序完成的功能與Bayer 模塊完成的功能相同，只是兩者運(yùn)行的平臺(tái)不同。

　?。?）比較由MATLAB 模擬程序與Bayer 模塊所生成的大量。txt 文本文件，由于模擬程序和硬件模塊具體實(shí)現(xiàn)的機(jī)制不同（模擬程序采用了矩陣運(yùn)算，而硬件模塊采用2 條線的行緩沖+六級(jí)流水線的方式實(shí)現(xiàn)），如果它們產(chǎn)生的數(shù)據(jù)一致，則可以很好的說明硬件模塊完成了預(yù)期的功能， 然后再運(yùn)用MATLAB 顯示函數(shù)，把原始圖像數(shù)據(jù)與修正后的數(shù)據(jù)以圖像的形式顯示出來，這樣能以更加直觀的形式來觀察對(duì)應(yīng)的圖像效果。