Реализация интерполяции байерского шаблона на ПЛИС в задачах обработки видеопотока

Авторы: Малыгина С.В.
Опубликовано в выпуске: #5(34)/2019
DOI: 10.18698/2541-8009-2019-5-481
Раздел: Информатика, вычислительная техника и управление | Рубрика: Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Ключевые слова: обработка видеопотока на ПЛИС, гамма-коррекция, шаблон Байера, билинейная интерполяция, фильтрация изображений, RAW, RAW-конвертер, параллельное программирование
Опубликовано: 06.06.2019

В настоящее время в видеосистемах повсеместно происходит замена систем стандартной (SD) четкости изображений на высокую четкость (HD и Full HD). Число пикселей в кадре существенно увеличивается, соответственно повышается сложность проектирования систем обработки видеоизображения: кодирование и декодирование в HD-системах требует гораздо большей производительности и одного процессора уже недостаточно. Повышение требований к системам потоковой обработки изображений стало толчком для применения в обработке видео программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), которые увеличивают ее быстродействие благодаря параллельному выполнению задач. Продемонстрирована функциональная схема и показан результат разработки программно-аппаратного комплекса, построенного на ПЛИС, с последующей обработкой полученных с матрицы кадров. Проведена билинейная интерполяция по шаблону Байера для кадров с разной экспозицией, а также гамма-коррекция, улучшающая восприятие картинки.

Литература

[1] Шапка С.В., Братулин А.В., Устюков Д.И. Аффинные преобразования на основе фрагментной выборки изображения на ПЛИС. Известия ТулГУ. Технические науки, 2015, № 9, с. 287–296.

[2] Стешенко В.Б. Современные алгоритмы ЦОС: пути реализации и перспективы применения. Электроника: наука, технология, бизнес, 1999, № 1, с. 54–57.

[3] Аминев Д.А., Фокин А.Н. Методы селекции кадрового син¬хроимпульса для ввода несжатого видеопотока от однонаправленной одноразрядной цифровой линии и их реализация на ПЛИС. Цифровая обработка сигналов, 2014, № 1, с. 52–55.

[4] Панкратов В.Г., Карих А.А., Панфилов В.Н. и др. Вычисление функции неопределенности для пассивной локации на ПЛИС и графическом процессоре. Цифровая обработка сигналов, 2014, № 1, с. 56–65.

[5] Zynq-7000 SoC. xilinx.com: веб-сайт. URL: http://www.xilinx.com/products/silicon-devices/soc/zynq-7000.html/ (дата обращения: 15.04.2019).

[6] Crockett L.H., Elliot R.A., Enderwitz M.A., et al. The Zynq book. Strathclyde Academic Media, 2014.

[7] Лысаков К.Ф., Шадрин М.Ю. Особенности применения аппаратных устройств на базе FPGA для задач потоковой обработки изображений. Вестник Новосибирского государственного университета. Сер.: Информационные технологии, 2009, т. 7, № 3, с. 15–22.

[8] LabVIEW FPGA. ni.com: веб-сайт. URL: http://www.ni.com/labview/fpga (дата обращения: 15.04.2019).