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《复旦大学》 2004年
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数码相机处理器设计及系统集成研究

周荣政  
【摘要】:论文详细分析和讨论了数码相机处理器的设计原理和实现方法,对处理器中的核心功能进行了探讨和研究,并进行了系统集成。 论文首先讨论了数码相机系统的基本构成,并着重讨论了图像采样和处理的原理。然后,研究重点集中在数码相机处理器的三个主要功能上:结构设计,图像处理和图像压缩。论文对这三个问题均进行了深入研究,并给出了创新结构、改进算法以及设计实现。最后,论文结合两个数码相机处理器的设计过程,对SoC设计方法进行了深入研究,并给出了芯片的测试结果。 在处理器结构的设计中,论文提出了一种新颖的、基于DMA总线的数码相机处理器结构,该处理器针对数码相机系统进行了优化,兼顾了总线带宽、系统性能和灵活性,能够有效地实现基于IP核的数码相机处理器。 在图像处理方面,论文分别对前处理和后处理两个阶段,进行了深入研究。在前处理阶段,论文提出了一种改进的、自适应自动曝光、自动聚焦和自动白平衡算法,在加快算法速度的同时保证计算精度,对实际的应用具有很大意义。在后处理阶段,论文实现了包括内插、白平衡、伽玛校正、色彩校正、色空间变换和边界增强等功能在内的实时图像处理器流程。 在图像压缩方面,论文讨论了JPEG和JPEG2000 IP核的设计。论文从数码相机的应用出发,讨论了基本算法,定义了合适的体系结构,并指出了JPEG和JPEG2000设计过程中一些值得注意的地方。测试结果表明,设计的IP核功能正确,并达到一定的性能。 最后,论文讨论了SoC设计方法,特别是IP核的设计流程,并结合芯片的设计过程讨论了SoC设计中比较典型的问题,包括设计的可综合性、时序优化、可测性设计、低功耗设计等方面,并运用上述设计方法设计了一个基于JPEG IP核的CCD数码相机处理器,以及一个基于JPEG2000的CMOS数码相机处理器。测试结果表明,设计达到了国际同类设计的水平。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB852.1

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 左事君;刘新朝;何巧珍;傅兴华;;基于FPGA的高清视频采集与显示系统设计[J];电子技术应用;2011年06期
2 金黄斌;秦兴;郭斌林;;基于灰度世界和白点检测的自动白平衡算法[J];电子器件;2011年02期
3 梁佳毅;洪志良;;适用于大动态范围场景的自动曝光控制算法[J];光电工程;2008年05期
4 姚益武;陈宏铭;程玉华;;基于FPGA的图像信号处理器IP实现[J];中国集成电路;2011年10期
5 甄江龙;张晓清;易斌;米红菊;胡月红;任俊;;色温对HDR图像亮度测量方法的影响[J];后勤工程学院学报;2012年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 戈志伟;面向CIS图像处理SoC的算法、架构及复杂多媒体SoC中通信网络研究[D];天津大学;2012年
2 田应洪;基于H.264基线规范的算法研究与实现[D];复旦大学;2007年
3 王仁龙;基于小波变换的雷达图像压缩技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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1 邱发平;军用食品跌落冲击理论与测试研究[D];湖南工业大学;2010年
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7 张健生;CMOS图像传感器AOI设备中的应用[D];苏州大学;2011年
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9 李伟;共聚焦式激光诱导荧光检测装置的研究[D];大连理工大学;2006年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 杨凌冬;;可控氮气快速降温装置[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 朱寅;吴敏;曹卫华;何勇;;基于小波分解与图像增强的高炉红外图像处理方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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5 李奔;吉海彦;;基于图像颜色特征的玉米种子神经网络分类研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
6 赵建;;自适应平台直方图红外增强在DSP上的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
7 张敏;于波;张利;陈园;屠立平;张志枫;费兆馥;许家佗;;不同健康状态舌像颜色与纹理的特征分析[A];全国第十二次中医诊断学术年会论文集[C];2011年
8 屠立平;许家佗;张志枫;张利;张敏;;腻苔图像的识别方法研究[A];全国第十二次中医诊断学术年会论文集[C];2011年
9 张媛;蔡利栋;;一种去除文本图像椒盐噪声的方法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
10 陈少克;;封切机自动定位系统的设计和实现[A];第六届全国包装与食品工程学术年会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 付红丽;白令海冰间湖变化规律及相应的海洋过程研究[D];中国海洋大学;2010年
3 潘放;通航桥梁船撞风险分析与规避措施研究与应用[D];华南理工大学;2010年
4 李鹤喜;基于视觉反馈的焊接机器人自主示教关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
5 朱小林;胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究[D];华南理工大学;2010年
6 徐少平;虚拟手术仿真中软组织实时形变模型的研究[D];南昌大学;2010年
7 包健;有限精度权值神经网络优化的研究与应用[D];华东理工大学;2011年
8 鲁志波;医学图像增强与插值的算法研究[D];解放军信息工程大学;2007年
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10 何涛;基于几何特征的机械产品图像测度研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吕琛;基于FPGA的数字音频编解码系统的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
3 饶吉来;基于图像处理的型面联接件检测技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 张博;高动态卫星定位接收机扩频信号同步技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
5 徐强;基于TMS320F2812的指纹识别系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
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8 田键;磁粉检测系统中图像增强的方法研究[D];长春理工大学;2010年
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10 管泽鑫;基于图像的水稻病害识别方法的研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊平;CCD与CMOS图像传感器特点比较[J];半导体光电;2004年01期
2 宋敏,郐新凯,郑亚茹;CCD与CMOS图像传感器探测性能比较[J];半导体光电;2005年01期
3 祁琳;李凤苓;乔建社;;一种专用CCD摄像机的设计[J];半导体光电;2006年05期
4 陈慧敏;栗苹;张英文;孙建强;李昆;;CMOS图像传感器的研究新进展[J];半导体光电;2006年06期
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7 杨珂,刘明业;JPEG 2000标准下二维离散小波变换高速VLSI结构设计[J];北京理工大学学报;2005年05期
8 单宝堂;沈庭芝;闫雪梅;赵鹏;;自适应比例合成反马赛克算法的提出与应用[J];北京理工大学学报;2007年11期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡灿辉;多描述编码与互联网视频传输技术的研究[D];天津大学;2003年
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3 马大玮;小波图像压缩编码算法及应用研究[D];重庆大学;2002年
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1 张朋昌;基于GL847的大幅面图像数据采集系统底层驱动软件研究与实现[D];西安电子科技大学;2010年
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4 庞业勇;基于FPGA的图像处理系统设计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 王怀野;数码相机的图像处理算法研究及应用[D];西北工业大学;2001年
6 陈晓萍;基于RS-485总线的数字视频监控系统的研究[D];合肥工业大学;2002年
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【二级引证文献】
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1 杨镔;王延长;李培弘;刘济林;;数字摄像机的高动态范围曝光算法及实现[J];传感技术学报;2011年01期
2 李海燕;张春元;付剑;;基于流体系结构的帧内预测算法优化设计[J];电子学报;2010年05期
3 焦继超;赵保军;唐林波;孙家敬;;基于光照和帧间预测的空间图像曝光控制算法[J];光学学报;2010年02期
4 倪国瑜;黄昶;;基于亮度直方图宽度的自动曝光方法研究[J];光学仪器;2009年06期
5 晁目力;朱名日;庄严;龚秋波;;一种高清网络摄像机自动曝光方法[J];桂林电子科技大学学报;2012年05期
6 杨作廷;阮萍;翟波;;基于图像熵的高动态范围场景的自动曝光算法[J];光子学报;2013年06期
7 田立坤;刘晓宏;李洁;郭晓光;;自适应自动白平衡算法的改进与实现[J];电光与控制;2013年12期
8 郭惠楠;曹剑中;周祚峰;廖加文;刘庆;;彩色数字相机快速自动曝光方法[J];光学学报;2013年10期
9 王小钊;宋宝;;基于TMS320DM368的自动曝光算法[J];电视技术;2014年09期
10 姚益武;陈宏铭;程玉华;;基于FPGA的图像信号处理器IP实现[J];中国集成电路;2011年10期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 李才;闫卫平;吕宏峰;;基于ARM的毛细管电泳芯片荧光检测系统设计[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 任巨;基于流计算模型的视频编码关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 戈志伟;面向CIS图像处理SoC的算法、架构及复杂多媒体SoC中通信网络研究[D];天津大学;2012年
3 李海燕;基于流体系结构的H.264视频压缩编码关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
4 朱宏殷;星上成像均匀性及实时自动调光的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
5 吴厚德;超高分辨率CCD成像系统关键技术研究[D];大连海事大学;2012年
6 那柏林;LCOS激光投影显示技术及产业化关键技术研究[D];华东师范大学;2013年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱杰英;基于CCD的多通道毛细管电泳信号处理研究[D];大连理工大学;2010年
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6 李才;光纤嵌入式电泳芯片的荧光检测与图像处理[D];大连理工大学;2011年
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8 王甲林;基于Davinci技术的车辆检测与跟踪算法的研究与实现[D];南京邮电大学;2012年
9 林和志;IP视频监控器的视频编码器的研究与实现[D];厦门大学;2009年
10 严欣欣;数字显微镜系统彩色图像信息处理的研究[D];浙江大学;2010年
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3 周鹏;面向无线通信数字信号处理的微处理器设计[D];电子科技大学;2013年
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