图像缩放算法vlsi设计与验证论文

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1、THEVLSIDESIGNOFIMAGESCAL烈GANDVEⅪFICATIONAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYChaoSupervisedbyProfessorShiLongXingSeniorEngineerDiaoLongSchoolofIntegratedCircuitsSoutheastUniversityApril2010东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

2、成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：阻．——日期：二衅坠垒亚东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登

3、)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。／一研究生签名：翼}匪导师签名摘要摘要随着用户对多媒体功能需求的提升，在嵌入式多媒体应用处理器中集成视频、图像处理功能模块已是必然选择。本论文在分析图像缩放算法的基础上，完成低功耗图像缩放模块的VLSI设计。文中首先对最近邻域法、双线性插值法、双立方插值法、多相结构重采样图像缩放算法在理论上进行分析，用MATLAB对各算法进行仿真并完成缩放后图像质量的比较，依据理论分析与缩放后图像质量的比对结果，本设计选取了性能满足需求而且复杂度适合VLSI实现的多相

4、结构重采样算法。在算法的VLSI实现过程中，为了提高数据吞吐率，在数据通路中采用了流水线设计，为了降低功耗，依据不同的缩放率，设计了两种不同抽头数目的FIR滤波器，当一种滤波器工作时，另一种滤波器采用了门控时钟技术来降低功耗。图像缩放时需要LINEBUFFER来存储临时像素数据，本设计采取复用LINEBUFFER的方法来减小硅面积。该图像缩放模块是标准的AMBA总线接口，可以支持多种色彩格式，如RGB888、RGB565、YCbCr420、YCbCr422。使用VCS对设计模块进行功能仿真，用Synplify完成设计代码的综合，之后用QuartuslI进

5、行布局布线和时序分析，并生成配置文件下载到FPGA开发板上，配合RVDS调试工具完成FPGA调试。验证结果表明，本文设计的缩放模块可正确实现图像从o．25x．4x的无级缩放。关键词：图像缩放，低功耗，FIR，VLSI，FPGA东南大学工程硕士学位论文AbstractWiththeskyrocketingdemandofcustomerformultimediabehavior,integratingvideoandimageCO—processorinembeddedmultimediaSoCapplicationsbecomenecessarychoi

6、ces．TorealizeaVLSIdesignoflowpowerconsumptionimagescalingIPbasedonanalysisofvideoandimagescalingarithmeticisthemajorworkofthethesis．Firstlyvariousimagescalingalgorithms，shuchasnearestneighbor,bilinearinterpolation，bicubicinterpolationandpoly—phaseresampling，wereanslysisbasedonthe

7、theoryinthisthesis．MATLABwasusedtosimulatetheimagescalingalgorithmsandcomparetheperformaceofthescaledimage．Basedonthecomparison，multi-phasere·samplingalgorithmwhichperformancemeetsthedemandandthecomplexitofthestructuresuitableforVLSIrealizationwasselectedatlast．InVLSIimplementati

8、onofthealgorithm，pipelineddatapathwasuse