近日，深港微电子学院安丰伟课题组于图象芯片范畴取患上新进展，相干研究结果于国际顶级集会ESSCIRC202以和期刊TCAS-I上发表。

基在二值化指导滤波的28nm立体匹配芯片

立体匹配是一种从二维图象获取三维信息的技能，广泛运用于无人驾驶及三维重修等范畴，但因为其高计较及存储繁杂度，凡是需要高算力平台如GPU举行处置惩罚。作者针对于立体匹配算法的特征提出两种SRAM处置惩罚架构，起首是设计了一种使用漫衍式节制器的高带宽SRAM缓存架构，无需电路定制化并解决了单一SRAM节制器的时序收敛问题。同时，针对于传统图象处置惩罚中多级行缓存架构的容量小可是芯单方面积占用率高的痛点，设计了基在single-bank SRAM 图象行缓存架构，进一步削减了芯单方面积及功耗。此外，作者引入了二值化指导滤波后处置惩罚架构，经由过程资源复用以和类似计较的计谋,实现年夜幅精度晋升。该设计乐成于TSMC 28nm CMOS工艺下游片并测试乐成，芯单方面积仅有 1.26妹妹2实现了 FHD 分辩率下 129fps 的顿率输出，而且功耗仅有147mW。

图1 基在二值化指导滤波的28nm立体匹配芯片Die及Layout图

具备自顺应片上存储压缩的时域空域视频降噪协处置惩罚器

这项事情设计了一种无需片外存储的时域空域视频降噪协处置惩罚器，旨于按捺图象序列中的高强度噪声。该协处置惩罚器起首经由过程空间滤波处置惩罚图象序列，然后于像素级别使用噪声预计及运动检测算法将先后图象帧交融，以实现有用的深度去噪。为实现图象图象整帧的片上缓存，定制了可以或许自顺应动态调解压缩率的类JPEG编解码器，其可以使用较少的SRAM实现图象的高质量压缩存储。试验证实，协处置惩罚器可以有用消弭视频图象中的高强度噪声，特别于处置惩罚对于人眼感知较为敏感的噪声闪耀时，它体现出显著的按捺效果。别的，经由过程定制的编解码器，帧缓冲区的存储空间耗损削减约80％。此外，该协处置惩罚器还有于Stratix V FPGA平台上实现了灰度、RGB及RAW等差别版本。

图2 (a)Noisy image, (b) median filter,(c) our method, (d) Non-local means, (e) STMKF, (f) BM3D, (g)VBM4

去马赛克算法与芯片架构设计

去马赛克（Demosaicing）是今朝绝年夜大都数码相机都需要的图象处置惩罚环节，其目的是从笼罩有滤色矩阵（Color filter array，简称CFA）的感光元件所输出的不彻底色采取样中重修出全彩影像。传统去马赛克算法多利用一样的要领重修所有像素，是以易于重修的图象边沿处孕育发生锯齿，而基在神经收集的新马赛克算规则有计较繁杂渡过高，难以被广泛运用在硬件平台的问题。针对于这些问题，咱们设计了一种经由过程别离重修边沿像素与非边沿像夙来消弭边沿锯齿，同时按照色差对于全彩图象举行滤波以消弭伪色（Color artifacts）的去马赛克算法以和对于应的硬件架构。该方案颠末FPGA与180nm工艺库仿真的验证，实现了于较低的资源耗损下到达较好的去马赛克效果。

图3 去马赛克与滤波效果对于比

相干论文和链接：

[1]P. Dong, Z. Chen, K. Li, L. Chen, K. -T. Cheng and F. An, A 1920×1080 129fps 4.3pJ/pixel Stereo-Matching Processor for Pico Aerial Vehicles, ESSCIRC 2023- IEEE 49th European Solid State Circuits Conference (ESSCIRC), Lisbon, Portugal, 2023, pp. 345-348, doi: 10.1109/ESSCIRC59616.2023.10268790.

论文毗连：https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp= arnumber=10268790

[2] Y. Zhang, X. Wang, G. Shi, Z. Peng, L. Chen and F. An, Anti-Aliasing and Anti-Color-Artifact Demosaicing for High-Resolution CMOS Image Sensor, in IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, doi: 10.1109/TCSI.2023.3290157.

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp= arnumber=10178099

[3] G. Shi et al., A Spatio-Temporal Video Denoising Co-Processor With Adaptive Codec, in IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, doi: 10.1109/TCSI.2023.3311486.

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp= arnumber=10178099