宽动态色调映射电路设计

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1、ｒ码：＾馨巧级：公开－；Ｓｈ議惠纖蔭子＂．．酪棄兩＾；嗦，＃工程硕±学位论文宽动态色调映射电路设计（学位论文形式：应用研究）研究生姓名：张彬彬导师姓名：杨军教巧虔建立高工申请学位类别工程硕±学位授予单位东南大学工程领域名称集成电巧工程论文答辩日期２０１６年月个曰＾研究方向通信与信息处理集成电巧学位授予日期２０１６年月曰答辩委员会主席李巧化评阅人２０１６年月日表兩：ｋ聲工程硕ｉ学位论文宽动态色调映射电路设计专业名赖；集成电路工程研究生姓名：导师姓名；《约鮮气年月日

2、ＴＨＥＣ化ＣＵＩ了ＤＥＮＯＦＷＩＤＥ別ＧＤＹＮＡＭＩＣＲＡＮＧＥＴＮＯＥＭＡＰＰＩＮＧＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒ化ｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｔｅｒｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅ２０１６东南大学学位论文独倒性黄明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导Ｔ进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了

3、文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或巧写过，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的研究成果。与我－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：＜１絲ｉ林＾曰期：ＩｆＡ著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一论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中

4、、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名；导师签名日期：摘要摘要宽动态图像具有细节层次信息丰富的特点，但是在低动态范围显示器上显示时，由于动态范围的不匹配会造成宽动态图像细节丢失。色调映射电路在对宽动态图像进行处理时，动态范围压缩的情况Ｔ依然保留了重要的细节层次信息，解决宽动态图像与低动态显示器间动态范围不匹配的问题。本文首先对Ｄｕｒａｎｄ色调映射算法进行分析和简化，算法的复杂度主要来自图像处理中的浮点数运算，因此本文将算法浮点数运算转换成定点数运算，在转定点运算的过程中保证ＴＭＱ，Ｉ值的损

5、失低于化０１。然后完成算法的硬件电路设计主要包括色彩插值、指数对数算子２０，为了满足实时性处理、位整数除法器、色彩矫正、双边滤波等模块。在电路设计中需求，整体结构采用并行流水线的方式增加电路运算效率，对指数和对数等非线性算子采用多项式拟合的方式进行设计。ＤＥ２－－１ＴＲＤＢ本文基于１５开发板平台和Ｄ５Ｍ摄像头搭建的图像采集系统对电路进行仿ｘ真验证，０２４７６８４０ＭＨｚ工３０Ｓ。实验结果表明电路支持分辨率为１的图像在作频率Ｋ实现命实时显示，使用１８３２４个逻辑单元和８６．５Ｋｂ存储器资源。利用Ｍａｔｌａｂ对简化算法与原始算法进行仿真，结果显示简化算法的ＴＭＱＩ值

6、损失平均不超过０．００５，ＦＰＧＡ图像采集系统中色调映巧模式结果相较于线性模式的ＴＭＱＩ值平均提升了０．１１。关键词，，，ＦＰ：宽动态图像色调映批硬件电路设计ＧＡＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｄｅｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅｉｍａｅｈａｖｅｒｉｃｈｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｂｏｕｔｄｅｔａｉｌａｎｄｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｔｈｅｓｃｅｎｅ．ｇＷｈｅｎ出ｓｐｌａｙｅｄｏｎｔｈｅｌｏｗｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅｄｉｓｐｌａｙ，也ｅｍｉｓｍａｔｃｈｏｆ也ｅｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅｗｉｌｌｒｅｓｕｌｔｍｗｅｎ

7、ａｍｌｏ巧ｏｆｄｅｔａｉｌｏｆｗｉｄｅｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅｉｍａｇｅ．Ｗｈｅｎｔｈｅｉｄｄｙｉｃｒａｎｇｅｉｍａｇｅｗａｓｏｃｅｓｓｅｄｐｂｙｔｏｎｅｍａｐｐｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｈｅｄｅｔｉａｌｗｉｌｌｂｅＫｓｅｒｖｅｄ，ｓｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｉｓｍａｔｃｈｏｆｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒａｎｇｅｗｉｌｌｂｅｓｏｌｖｅｄ．’Ｄｕｒａｎｄ