一种甚高精度图像处理VLSI验证方法

摘要

一种通用的甚高精度图像处理VLSI验证方法，首先根据当前相机类型进行参数配置，获取相机源图像并转换得到TEXTIO格式的原图数据和标准解数据，然后在多个重复的行有效周期中像素时钟的有效沿依次将原图数据发送至相机的数据总线或者数据信号线上，对数据总线或者数据信号线上的数据进行甚高精度图像处理及读取，得到TEXTIO格式的甚高精度图像处理结果数据，最后将处理结果数据与标准解数据进行比对，得到误差像素的位置、灰度值差值，进而得到调整阈值分布后的图像及验证结果。

主权项

一种甚高精度图像处理VLSI验证方法，其特征在于包括如下步骤：(1)获取当前进行甚高精度图像处理的图像对应的相机类型，如果相机类型为CCD模式，则获取CCD模式相机的行信号HEN有效电平、场信号LEN有效电平、像素时钟、单帧图像对应行数H、单帧图像对应列数L、行消隐期对应像素时钟周期个数FOT、每像素占用字节个数c，如果相机类型为APS模式，则获取APS模式相机像素时钟、单帧图像对应行数H、单帧图像对应列数L、每像素占用字节个数c，其中，H、L、FOT、c均为正整数；(2)获取相机拍摄图像并作为源图像，对源图像数据按字节读出并转换为二进制数据格式，每L*c个字节数据进行一次换行，最后以TXT文本格式存储，直至源图像数据被遍历，得到TEXTIO格式原图数据，转入步骤(3)；同时对源图像进行图像仿真后得到标准解图像，对标准解图像按字节读出并转换为二进制数据格式，每L*c个字节数据进行一次换行，最后以TXT文本格式存储，直至标准解图像被遍历，得到TEXTIO格式标准解数据，转入步骤(5)；(3)如果相机类型为CCD模式，当甚高精度图像处理VLSI产生的拍图启动信号上升沿到来时，设置场信号LEN有效并进入行消隐期，等待FOT*PCLK_T像素时钟长度后结束行消隐期，同时将行信号HEN置为有效，控制行信号HEN持续L*PCLK_T像素时钟长度后置为无效，完成一个行有效周期，重复H个行有效周期后，设置场信号LEN为无效，在H个行有效周期中像素时钟的有效沿依次将TEXTIO格式原图数据发送至CCD模式相机的数据总线并转入步骤(4)，其中，PCLK_T为像素时钟长度；所述的拍图启动信号为宽度大于2个像素时钟的高脉宽信号，当为上升沿时，代表发送至CCD模式相机的图像数据传输开始；如果相机类型为APS模式，则控制甚高精度图像处理VLSI产生帧请求信号F_Q信号，当帧请求信号F_Q信号上升沿到来时，设置场标识位V_L有效并进入行消隐期，等待FOT*PCLK_T像素时钟长度后结束消隐期，同时将行标识位V_H置为有效，持续L*PCLK_T时钟长度后置行标识位V_H为无效，完成一个行有效周期，重复H个行有效周期后，设置场标识位V_L为无效，在H个行有效周期中像素时钟有效沿将TEXTIO格式原图数据进行并串转换后发送至APS模式相机数据信号线上，并转入步骤(4)；(4)对CCD模式相机的数据总线或者APS模式相机数据信号线上的数据进行甚高精度图像处理，然后在像素时钟的上升沿读取采集处理后数据信号，每读取L*c个字节进行换行存储，最后存储为txt格式，得到TEXTIO格式的甚高精度图像处理结果数据并转入步骤5；(5)将TEXTIO格式的甚高精度图像处理结果数据与步骤(2)中生成的TEXTIO格式标准解数据进行比对，输出误差像素的位置、灰度值差值，将误差像素的位置、灰度值差值作为结果对象，并转入步骤(6)；所述的误差像素为在甚高精度图像处理结果数据与标准解数据比对过程中，灰度值不相等的像素；(6)将结果图像中每个像素的数据位宽记为Mbit，设立2^M个直方图寄存器，并分别记为标号0，标号1，标号2，…，标号(2^M‑1)，将结果对象中灰度值差值为Z的像素个数存入标号为Z的直方图寄存器，其中，Z∈[0，1，2，…，(2M‑1)]；(7)将直方图寄存器按标号从小到大的顺序，然后从标号0直方图寄存器开始依次将直方图寄存器中数据进行累加，当累加值与结果图像中像素总数比为0.1％时，记录最后累加的直方图寄存器标号，并记为D_min，当累加值与结果图像中像素总数比为99.9％时，记录最后累加的直方图寄存器标号，并记为D_max；(8)计算得到调整阈值分布后的图像中位置为(x,y)的像素的灰度值g(x,y)为$g(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}0& 0\le f(x,y)<D_{\min }\\ \frac{f(x,y)-D_{\min }}{D_{\max }-D_{\min }}\times 255& D_{\min }\le f(x,y)\le D_{\max }\\ 255& D_{\max }<f(x,y)\end{array}\right.$其中，f(x,y)为TEXTIO格式的甚高精度图像处理结果数据中像素位置为(x,y)的像素的灰度值；进而得到调整阈值分布后的图像，选取结果数据中灰度值差值的最大值作为误差最大值、灰度值差值的最小值作为误差最小值，然后选取结果数据中灰度值差值的奇异点并进行判断，如果误差最大值、误差最小值、奇异点灰度值差值在[‑2,2]内，则当前甚高精度图像处理VLSI验证通过，否则验证不通过。