基于USB2.0的視頻圖像處理芯片實(shí)現方案

4 PU模塊中核心部件的設計

　　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構，其中圖像濾波功能是通過(guò)一個(gè)1×5 窗口在圖像上的遍歷來(lái)完成，伽馬校正主要是通過(guò)對ROM 的查表來(lái)實(shí)現。

圖3 PU 模塊中核心部件結構圖。

　　5 設計的仿真和驗證

　　5.1 模塊的功能仿真

　　主要給出了對圖像預處理模塊中核心部件Bayer模塊的仿真驗證方法，其他模塊的仿真驗證與此類(lèi)似。

　　由于圖像處理模塊所涉及的數據量非常龐大，僅憑單一的一種或兩種軟件無(wú)法獨立完成，所以這里仿真驗證的工作是通過(guò)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)現的步驟主要分為以下三步：

圖4 Bayer 模塊TestBench 模型示意圖。

　?。?）由MATLAB 從10 張有共同壞點(diǎn)位置的不同JPEG 圖像中讀取8bit 無(wú)符號RGB 數據，然后由相應的RGB 數據生成對應的Bayer 數據，并以10個(gè)。txt 文本文件來(lái)保留這10 張圖像的Bayer 數據，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。

　?。?）把測試輸入激勵，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(lái)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，只是兩者運行的平臺不同。

　?。?）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)現的機制不同（模擬程序采用了矩陣運算，而硬件模塊采用2 條線(xiàn)的行緩沖+六級流水線(xiàn)的方式實(shí)現），如果它們產(chǎn)生的數據一致，則可以很好的說(shuō)明硬件模塊完成了預期的功能， 然后再運用MATLAB 顯示函數，把原始圖像數據與修正后的數據以圖像的形式顯示出來(lái)，這樣能以更加直觀(guān)的形式來(lái)觀(guān)察對應的圖像效果。