실시간 고해상도 컬러 영상 워핑을 위한 FPGA 기반 하드웨어 설계 (FPGA-based Hardware Design for Real-time High-resolution Color Image Warping)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 58권 / 2호 / 55 ~ 64페이지
· 저자명 : 이유진, 유정래

초록

본 논문에서는 고해상도 컬러 영상 워핑의 실시간 처리를 위한 FPGA 기반 하드웨어를 설계한다. 영상 워핑은 입력 영상에 2D 좌표 변환을 적용하는 영상 처리 알고리즘으로 실시간 영상 워핑 구현을 위해서는 좌표 변환 연산, 픽셀 데이터 보간 연산, 그리고 고속 영상 버퍼 메모리 구조 등 3가지 문제에서 실시간 성능 및 정확성을 확보하여야 한다. 본 논문에서는 CFA 컬러 영상 워핑을 활용한 연산량 감소, 오프라인 캐시 스케줄링 및 캐시 메모리 분할 구조를 적용한 영상 데이터 캐시, 그리고 연산의 선후 관계 및 타이밍 조건을 고려한 병렬 처리 및 파이프라인 구조 등을 통하여 실시간 동작 성능을 확보한다. Full HD 해상도의 컬러 영상 입력에 대한 구현된 시스템의 동작 정확성을 PC 소프트웨어의 처리 결과와 비교/확인하고, 실시간 렌즈 왜곡 보정에 적용하여 구현된 시스템의 타당성을 검증한다.

영어초록

This paper presents a design of an FPGA-based hardware for real-time high-resolution color image warping. Image warping is an image processing algorithm applying 2D coordinate transformation to an input image. For real-time processing of image warping, real-time performance and accuracy are required in the following 3 problems, such as, computation of coordinate transformation, interpolation of pixel data, and fast image buffer memory structure. In this paper, real-time performance is guaranteed by the computationally efficient CFA color image warping, image data cache algorithm using offline cache scheduling and cache memory division, and a parallel operation and pipeline structure considering dependencies in operations and timing requirements. The implemented system is applied to some experiments using Full HD color image inputs, and the results are presented in comparison with the results of PC software to show the validity of the designed system.

참고자료

· 없음