信息检索大作业 (最终版)

1、信息检索大作业 (最终版)信息检索综合实验报告 20132014学年第 2 学期学 院 自 动 化 专 业 控制科学与工程和控制工程组 名 Union Buss 小组成员 小组成员 小组成员 2014年 6月 9 日基于ASIC的Camera图像预处理系统的研究与实现一 检索课题概况（一）检索课题名称中文题目：基于ASIC的Camera图像预处理系统的研究与实现英文题目：Development and Implement of Camera Image Preprocessing System based on ASIC （二）检索课题简介伴随着电子技术的不断进步和数字化信息时代的到来，图像处

2、理技术已经发展到今天各个领域如工程、医学、通信、军事工业生产以及科学研究中，于此同时消费电子产品也急速发展，已经进入了普通消费者的家庭。手机已经成为一般家庭成员的必需品。目前消费者已不再认为手机仅仅用来打电话的，而是将更多的焦点放在了手机的其他功能业务上，手机的拍照功能以及摄像功能自然成为手机中不可缺少的功能。但是图像从摄像头感光后，在采集以及传输过程中，由于获取图像的工具或者手段的影响，使得获取的图像存在噪声或者变形等缺陷，而不能正常实现我们所拍摄的物体，或者我们为了要进行图像后期处理，我们需要对原始数据进行一些改变以及压缩，为此对图像进行预处理是非常重要而有必要的。（三）总体检索思路本课题

3、的题目是基于ASIC的Camera图像预处理系统的研究与实现，从题目中我们不难看出该课题属于电子技术范畴，主要领域涉及图像预处理方面，在图书馆的中文数据库和外文数据库中都可以找到关于图像预处理的各种文献，其中主要包括近十年来在该领域的会议、期刊、论文、专利等文献类型。在检索过程中可利用的中文数据库有：CNKI中国知网、维普期刊资源整合平台；外文数据库有：Elsevier的Science Direct数据库、EI 数据库和IEL数据库。网络检索工具可采用百度或者google等。二 检索过程记录（一）检索馆藏书目的情况参考书目信息如下：1 陈大华. 数字图像处理.北京：清华人民出版社，2007.2

4、 冈萨雷斯. 数字图像处理. 第二版.北京：电子工业出版社，2007.3 复宁闻. Verilog数字系统设计教样.北京：北京航空航天大学出版社，2003.4 简弘伦. IC设计核心技术实例讲解.北京：电子工业出版社，2005.5 程永强，谢克明. 贝尔图像插值和压缩算法原理及应用.北京：机械工业出版社，2010.6 朱秀昌，刘峰，胡栋. 数字图像处理教程.北京：清华大学出版社，2011.7 虞希清. 专用集成电路设计教程.浙江：浙江大学出版社，2007.8 霍宏涛. 数字图像处理. 北京：北京理工大学出版社，2002.9 Keith jack. Video: Demystified-A Ha

5、ndbook for the Digital Eengineer，200710 R C Gonzalez，R E Woods，S L Eddins. Digital Image Processing Using MATLAB. Addison Wesley Publishing Company，2005.11 S Battiato，G Gallo，F Stanco. A locally adaptive zooming algorithm for digitalImages. Image and Vision Computing，2002.12 G Ausiello，P Creseenzi，V

6、 Kann. Complexity and approximation：Combinatorial optimization problems and their approxi-mability properties. ，2003.（二）检索馆藏中外文数据库的情况数据库检索过程记录规定格式：1、维普期刊库新平台（1）数据库名称（全称）及简要概况：维普网，原名“维普资讯网”，是重庆维普资讯有限公司建立的网站，该公司是中文期刊数据库建设事业的奠基人。目前已经成为中国最大的综合文献数据库。从1989年开始，一直致力于对海量的报刊数据进行科学严谨的研究、分析，采集、加工等深层次开发和推广应用。重庆维

7、普咨讯公司的科技期刊全文数据库，包括1989至今的8000多种中文科技期刊全文。目前，数据库可以检索、下载1989-2000年的8000多种中文期刊的题录文摘以及1993-1999年的全文，到2001年8月所有年份的全文可以检索下载以及编辑。( 数据每季度更新）（2）检索年限：2004年至今（3）检索词：ASIC，Camera，图像预处理，FPAG（4）逻辑检索表达式： 检索式：任意字段=ASIC 或 题名或关键词=集成电路 或 题名或关键词=FPGA 与 题名或关键词=图像预处理 与 时间=2004-2014 与 范围=全部期刊（5）检出文献总数： 46篇（6）检出文献题录： 1徐渊，周清海

8、. 基于FPGA的实时CMOS视频图像预处理系统.深圳大学学报：理工版，2013，30(4)；416-422架构一种实时互补金属氧化物半导体（complementary&nbsp；metal&nbsp；oxide&nbsp；semiconductor,CMOS）视频图像预处理系统的FPGA实现,该系统实现了图像传感器预处理的关键部分即色彩插值与色彩校正两大模块.在色彩插值处理中,引入一种简捷且有效的边界处理方法；色彩校正中,针对CMOS传感器的特点提出一种RGB空间校正矩阵的便捷.2高宏亮,刘彪,李龙龙.基于FPGA的图像采集和预处理技术的研究.制造业自动化,2013,

9、35(13);72-75传统的图像采集卡一般只能实现将模拟图像转换为数字图像,并传输给计算机,而在一些高速图像处理系统中,此类采集卡难以满足实时性要求。针对上述问题,提出一种集传统图像采集和预处理算法功能为一体的采集卡方案。该方案能将一些原本在计算机软件中进行的图像预处理算法前移至板卡芯片上完成,降低了图像信号的冗余度,相同条件下.3王炳松,李汶洲,庄圣贤.基于FPGA和Qt的图像处理系统设计.微处理机,2013,34(2);60-64针对CIS图像采集与处理系统实时性高、功耗低、体积小、图像处理类型多样的要求,设计了一种以FPGA为主处理器,Qt软件为协处理器的单通道CIS图像采集处理系统。

10、利用FPGA集成度高、速度快的优点,完成图像的前端采集和预处理；Qt软件实时显示图像,并可根据需要调用其丰富的库资源,完成各种复杂的图像处理操作。系统有通用性强易于升.4 柏璐冰.一种基于FPGA的实时红外图像预处理方法.现代电子技术,2013,36(1);77-79由于红外图像预处理算法自身的复杂性，使得红外图像在DSP中的预处理时间较长。针对这一问题，提出一种基于FPGA的实时红外图像预处理方法。该方法采用了流水线技术来并行完成非均匀校正、空间滤波、直方图统计等多个红外图像预处理算法，对系统结构进行了改进和优化。经过实验测试验证，该方法合理可行，能够实时高效地完成红.5 李辉.基于FPGA

11、的图像预处理算法实现.黑龙江科学,2012,3(4);24-26图像处理技术被广泛应用于各种军事、民用领域中，随着可编程器件的发展，采用FPGA实现图像预处理算法已成为了趋势。在对图像预处理算法中的中值滤波和均值滤波算法研究的基础上，在FPGA内部对中值滤波和均值滤波算法进行了具体实现。利用Matlab仿真和FPGA硬件实现的算法进行了对比，验证了FPGA内部对中值滤波和均值滤波算法的.（7）参考文献回溯：1 明军,许会芳,杨杨.Weber-Fechner空间相似分解模型的研究J.中国科学技术大学学报,2010,40(11):1148-1152.2 丁昊杰,刘敬彪,盛庆华.基于CMOS图像传感

12、器的视频采集系统设计.现代电子技术,201214,178-181.3 赵煌,彭勇.双线性插值算法的优化及其应用.电视技术,2012;36(17):30-32.4 Hamza D, Pahlevaninezhad M, Jain P K. Implementa- tion of a novel digital active EMI technique in a DSP-based DC-DC digital controller used in electric vehicle (EV) J. IEEE Transactions on Power Electronics, 2013, 28 (7

13、) : 3126-3137.5 Mariangela Genovese, Ettore Napoli. ASIC and FPGA implementation of the Gaussian mixture model algorithm for real-time segmentation of high definition video J . IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VL- SI) Systems, 2013, PP(99): doi: 10. 1109/TVLSI. 2013. 2249295.6 陈必威,

14、梁志毅,王延新,等.基于FPGA的高帧速CMOS成像系统设计J.计算机测量与控制,2012,20(5):1397-1400.7 Tai Yonghang, Yun Lijun, Shi Junsheng, et al. A method for AM-OLED gamma correction J. Opto-E- lectronic Engineering Jan, 2012, 39(1 ) : 151-134.8 Bayer B E. Color imaging array: US, 3971065 P. 1976 - 07-20.9 Jeon G, Dubois E. Demosaick

15、ing of noisy bayer-sampled color images with least-squares luma-chroma demultiplex- ing and noise level estimation J . IEEE Transactions on Image Procesing, 2013, 22(1) : 146-156.10 Hua Lei, Xie Lei, Chen Hrlifang. A color interpolation algorithm for Bayer pattern digital cameras based on green comp

16、onents and color difference space C Shanghai (China): IEEE Press, 2010, 2: 791-795.2、IEEE/IEL数据库（远程）（1）数据库名称（全称）及简要概况： IEEE Xplore是一个学术文献数据库，主要提供计算机科学、电机工程学和电子学等相关领域文献的索引、摘要以及全文下载服务。它基本覆盖了电气电子工程师学会（IEEE）和工程技术学会（IET）的文献资料，收录了超过2百万份文献。 IEEE（美国电气电子工程师学会）于1963年1月1日由AIEE（美国电气工程师学会）和IRE（美国无线电工程师学会）合并而成，是美

17、国规模最大的专业学会。IEEE是一个非营利性科技学会，拥有全球近175个国家三十六万多名会员。透过多元化的会员，该组织在太空、计算机、电信、生物医学、电力及消费性电子产品等领域中都是主要的权威。在电气及电子工程、计算机及控制技术领域中，IEEE 发表的文献占了全球将近百分之三十。IEEE每年也会主办或协办三百多项技术会议。（2）检索年限： 2004年到2014年（3）检索词： ASIC, FPGA, Camera Image Preprocessing（4）逻辑检索表达式： ("Index Terms":ASIC) OR "Index Terms":FP

18、GA) AND "Index Terms":camera Image Preprocessing)（5）检出文献总数： 一共检索到6篇（6）检出文献题录：1 Real-timerange image preprocessing on FPGAsSchmid, M. ; Blocherer, M. ; Hannig, F. ; Teich, J. Reconfigurable Computing and FPGAs (ReConFig), 2013 International Conference on Digital Object Identifier: Publicati

19、on Year: 2013 , Page(s): 1-82 Smart camera design for realtime high dynamic range imaging Lapray, Pierre-Jean ; Heyrman, B. ; Rosse, Matthieu ; Ginhac, D. Distributed Smart Cameras (ICDSC), 2011 Fifth ACM/IEEE International Conference on Digital Object Identifier: Publication Year: 2011 , Page(s): 1

20、-73 A Method of Adjusting Visible-light Camera Oriented to Embedded Structures Xu Yue ; Sang Nong Intelligent System Design and Engineering Applications (ISDEA), 2013 Third International Conference on Digital Object Identifier: Publication Year: 2013 , Page(s): 108-1114 Exploration of FPGA-based den

21、se block matching for motion estimation and stereo vision on a single chip Sahlbach, H. ; Ernst, R. ; Wonneberger, S. ; Graf, T. Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2013 IEEE Digital Object Identifier: Publication Year: 2013 , Page(s): 823-8285 In-camera detection of fabric defects Cem Baykal, I. ;

22、 Jullien, . Circuits and Systems, 2004. ISCAS '04. Proceedings of the 2004 International Symposium on Volume: 3 Digital Object Identifier: Publication Year: 2004 , Page(s): III - 933-6 （7）参考文献回溯：1 Altera Corp. Altera SDK for OpenCL programming guide, 2013. 2 M. C. Amann, T. Bosch, M. Lescure, R.

23、 Myllyl, and M. Rioux. Laser ranging: A critical review of usual techniques for distance measurement. Optical Engineering, 40(1):10-19, 2001. 3 Arvind and R. Nikhil. Hands-on introduction to Bluespec System Verilog (BSV). In Formal Methods and Models for Co-Design, 2008. MEMOCODE 2008. 6th ACM/IEEE

24、International Conference on, pages 205-206, 2008. 4 Calypto Design Systems Inc. Calypto product family datasheet, 2012. 5 V. Castaneda, D. Mateus, and N. Navab. SLAM combining ToF and high-resolution cameras. In Proceedings of the 2011 IEEE Workshop on Applications of Computer Vision (WACV), WACV &#

25、39;11, pages 672-678, Washington, DC, USA, 2011. IEEE Computer Society. 6 J. Cong and Y. Zou. FPGA-based hardware acceleration of lithographic aerial image simulation. ACM Trans. Reconfigurable Technol. Syst., 2(3):17:1-17:29, Sept. 2009. 7 U. Dhond and J. Aggarwal. Structure from stereo - a review.

26、 Systems, Man and Cybernetics, IEEE Transactions on, 19(6):1489-1510, 1989. 8 H. Dutta, F. Hannig, J. Teich, B. Heigl, and H. Hornegger. A design methodology for hardware acceleration of adaptive filter algorithms in image processing. In Proceedings of IEEE 17th International Conference on Applicati

27、on-specific Systems, Architectures, and Processors (ASAP), pages 331-337, Steamboat Springs, CO, USA, Sept. 2006. 9 J. Garcia and Z. Zalevsky. Range mapping using speckle decorrelation. US patent , 2008. 10 S. Gupta, N. Dutt, R. Gupta, and A. Nicolau. SPARK: A high-level synthesis framework for appl

28、ying parallelizing compiler transformations. In Proceedings of the 16th International Conference on VLSI Design, pages 461-466, Jan. 2003. 3、Ei Village工程索引（1）数据库名称（全称）及简要概况： EI village（美国工程引文文摘数据库）。Ei village 数据库包含1970年以来的超过700万条的工程类期刊、会议论文和技术报告的题录，每年新增25万条工程类文献，数据来自175个学科的5,100多种工程类期刊、会议论文和技术报告，其中2

29、,600余种有文摘。数据为每周更新。Ei village收录的文献涵盖了所有的工程领域，该数据库侧重提供应用科学和工程领域的文摘索引信息，其中化工和工艺类的期刊文献最多（约占15%），计算机和数据处理类占12%，应用物理类占11%，电子和通信类占12%，另外还有土木工程类（占6%）和机械工程类（占6%）等。大约22%的数据是有主题词和摘要的会议论文，90%的文献是英文文献。近来，Ei公司尝试并已开通部分二次文献与一次文献（主要是Elsevier的期刊）的直接链接服务。目前该数据库的访问是通过EV2平台。该平台上还包括EI thesaurus .为用户提供了通过规范化的主题词检索的途径。（2）检

30、索年限： 2004年到2014年（3）检索词： ASIC, FPAG, Camera Image Preprocessing（4）逻辑检索表达式： (ASIC) WN All fields) OR (FPGA) WN All fields) AND (Camera Image Preprocessing) WN All fields)（5）检出文献总数： 一共检索到24篇文献（6）检出文献题录：1 Image preprocessing of CMOS image acquisition system based on FPGATian, Likun (Science and Technolo

31、gy on Electro-optic Control Laboratory, Luoyang Institute of Electro-Optical Equipment of AVIC, Luoyang 471009, China); Liu, Xiaohong; Li, Jie; Guo, Xiaoguang Source: International Journal of Digital Content Technology and its Applications, v 6, n 20, p 130-139, November 2012Database: Compendex2 Nat

32、ional Instruments announces module for camera Link FPGA image processing Source: Engineer, v JUNE, June 2010Database: Compendex3 Real-time range image preprocessing on FPGAsSchmid, Moritz (Hardware/Software Co-Design, Department of Computer Science, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-N

33、52;rnberg, Erlangen, Germany); Blocherer, Markus; Hannig, Frank; Teich, Jürgen Source: 2013 International Conference on Reconfigurable Computing and FPGAs, ReConFig 2013, 2013, 2013 International Conference on Reconfigurable Computing and FPGAs, ReConFig 2013Database: Compendex4 The design of i

34、mage acquisition and preprocess system based on FPGAJia, Jie (Nanchang Hangkong University, 330063, China); Lai, Jianyong; Zhang, Genhua; Ling, Huan Source: Applied Mechanics and Materials, v 71-78, p 4269-4273, 2011, Frontiers of Green Building, Materials and Civil EngineeringDatabase: Compendex5 A

35、 real-time embedded system for stereo vision preprocessing using an FPGAKjr-Nielsen, Anders (Mrsk Mc-Kinney Mller Institute, University of Southern Denmark, Campusvej 55, DK-5230 Odense, Denmark); Jensen, Lars Baunegaard With; SSrensen, Anders Stengaard; Krüger, Norbert Source: Proceedings - 20

36、08 International Conference on Reconfigurable Computing and FPGAs, ReConFig 2008, p 37-42, 2008, Proceedings - 2008 International Conference on Reconfigurable Computing and FPGAs, ReConFig 2008Database: Compendex（7）参考文献回溯：1 Z. K. Baker, M. B. Gokhale, and J. L. Tripp. Matched filter computation on f

37、pga, cell and gpu. Field-Programmable Custom Computing Machines, 2007. FCCM 2007. 15th Annual IEEE Symposium on, pages 207-216, April 2007. 2 T. Chen. A Study of Spatial Color Interpolation Algorithms for Single-Detector Digital Cameras. Stanford University, 1999, 3 A. Filippov. Encoding high-resolu

38、tion ogg/theora video with reconfigurable fpgas. Xcell Journal, 53:19-21, April 2005. 4 R. Hartley and A. Zisserman. Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge University Press, 2000. 5 L. B. W. Jensen, A. Kjær-Nielsen, J. D. Alonso, E. Ros, and N. Kruger. A Hybrid FPGA/Coarse Paralle

39、l Processing Architecture for Multi-modal Visual Feature Descriptors. Re-ConFig'08, (Submitted), 2008. 6 A. Kjær-Nielsen and L. B. W. Jensen. Real time machine vision on FPGA. Master Thesis, 2007, pdf.（三）检索网络文献信息的情况1.搜索引擎检索情况搜索引擎的名称：百度检索表达式：ASIC+ Camera图像预处理系统检索结果总篇数：6120个检出文献题录：（2条）文献的题名，作

40、者，年份，卷期页码有时候包括摘要等信息（1）题名：基于ASIC的Camera图像预处理系统的研究与实现作者：李振中出处：重庆邮电大学研究生院 2011年摘要：随着手机多媒体技术的发展，实时图像处理要求越来越高，由于手机基带芯片的低功耗使得CPU主频较低，即CPU完成一些图像处理功显现出一定的困难，为了进一步提高图像处理的实时性，减轻CPU的负担，需要在手机基带芯片中完成一些图像的预处理功能，从而可以使CPU不再承担具体的图像处理任务，而只需要发出处理命令来控制预处理系统完成相应的功能。（2）题名：基于FPGA的图像预处理及显示系统的设计作者：李娟出处：中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理

41、研究所） 2011年摘要：图像采集是图像预处理的关键部分，采集图像的速度和得到的图像质量的好坏将直接影响后续处理的效果。图像采集的信息量大，实时性要求较高，运算比较简单，而FPGA在处理数据的速度方面占有很大的优势，适合应用于图像采集领域。近年来，随着超大规模集成电路制造技术以及计算机技术的飞速发展，特别是可编程逻辑器件FPGA和存储模块的快速发展，使得视频图像在采集速度等方面有了很大的提高。2.本专业免费资源站点（至少一个）站点名称及网址：ScienceDirect 检索表达式：ASIC and Camera image pre-processing system检索结果总篇数：Search

42、 results: 296 results found for ASIC and (Camera image pre-processing system).检出文献题录：（2条）(1)题名：6  Smart cameras on a chip: using complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) image sensors to create smart vision chips作者：D. Ginhac出处：DOI: 摘要：In this chapter, we introduce the fundamenta

43、l concept of smart cameras on a chip or smart vision chips that simultaneously integrate the same die image capture capability and highly complex image processing. Successive technology scaling has made possible the integration of specific processing elements designed at chip level, at column level

44、or at pixel level. To illustrate this continuous evolution, we survey three different categories of vision chips, exploring first the pioneering works on artificial retinas, then describing the most significant computational chips, and finally presenting the most recent image processing chips able t

45、o perform complex algorithms at a high frame rate.（2）题名：Analog VLSI neuromorphic image acquisition and pre-processing systems作者：. Andreou, . Meitzler, K. Strohbehn, . Boahen出处：DOI: 0893-6080(95)00098-4摘要：We consider the problem of automatic object recognition by small, light-weight, l

46、ow power, hardware systems. We abstract from biological function and organization and propose hardware architectures and a design methodology to engineer such hardware. Robust, miniature, and energetically efficient VLSI systems for AOR can ultimately be achieved by following a path which optimizes

47、the design at and between all levels of system integration, ., from devices and circuit techniques all the way to algorithms and architectural level considerations. By way of example, we discuss two experimental systems for image acquisition and preprocessing fabricated in standard CMOS processes. T

48、he first one is a large scale analog system, a contrast sensitive silicon retina, with over 590, 000 transistors operating in subthreshold CMOS. The second system is a mixed analog-digital system for image acquisition and tracking compensation that incorporates a contrast sensitive silicon retina in

49、 the image sensing area.三 根据获得的文献写一篇综述在多媒体系统芯片中，对图像处理的研究一直是业界的一个重点。随着时代的发展，集成电路技术以及摄像头图像采集技术的不断更新，给高性能的多媒体芯片带来很大挑战，因此国内外众多公司和科研院校在图像处理的研究上都投入了大量的人力物力。国内外几大集成电路（IC）厂商所生产的多媒体系统芯片在该领域占有较大的市场份额，系统芯片的处理器主频已经达到1GHz以上，比较有代表性的芯片有：德州仪器（TI）公司的OMAP35X系列芯片、三星半导体（SAMSUNG）的S3C6410、S5PC110芯片以及飞思卡尔（Freescale）公司的IMX35RM芯片等，这些芯片内部的摄像头控制接口以及图像预处理功能均比较完善。以Freesacle公司的高性能多媒体处理芯片IMX35RM为例，该芯片支持ITUR 到ITUR 协议的转换，图像预处理部分支持色彩空间的转换（YCbCr到RGB、RGB到YCbCr以及不同类型YCbCr格式之间），可以将贝尔格式原始数据还原为全彩图像，并采用双线性算法实现图像的实时缩放。国内在IC领域起步比较晚，但是得益于近些年国家对芯片产业的大力扶持，国内一些主要的IC公司