Hardware implementation of dual-camera algorithm improving low-light image quality = 듀얼카메라를 이용한 저조도 화질 개선 알고리즘의 하드웨어 설계

국문 초록 (Abstract)

요즘 모바일 시장에서 세계적으로 점유율을 높게 가져가는 회사들이 휴대폰에 부착되는 카메라를 단일카메라에서 듀얼카메라로 전향하는 것을 확인할 수 있다. 이처럼 듀얼카메라로 트렌드(Trend)가 넘어가는 이유에는 단일카메라로는 실세계의 동적 범위(Dynamic Range)와 넓은 화각을 포착하기에는 무리가 있기 때문이다. 본 논문에서는 NOVITEC의 일반 렌즈 2개인 듀얼카메라 n_Nova20c를 사용했다. 일반 렌즈 2개는 각기 다른 노출 시간(exposure time)을 가지며, 이는 저조도 에서도 실세계의 동적 범위를 포착하기 위함이다. 일반적으로 단일카메라로 저조도 에서의 넓은 동적 범위를 얻는 알고리즘에는 화질에 제약이 많다. 하지만 듀얼 카메라를 이용하여 각기 다른 노출 시간을 갖는 이미지를 제안한 알고리즘에 통과시켜 저조도 화질을 개선 시킬 수 있다.
그리고 본 논문에서는 제안한 알고리즘을 Verilog-Hardware Desceription Lanfuage(Verilog-HDL)을 이용해 하드웨어를 설계 하기 위해 Fixed point를 Floating point와 ±0.3LSB(Least Significant Bit)를 만족하게 설계했다. Synopsis에서는 STD90 0.13um 라이브러리를 이용하여 10MHz, 50MHz의 동작 주파수 환경을 확인했고, 최대 주파수는 125MHz까지 확인하였다. 또한 설계된 하드웨어 시스템을 검증하기 위해 Xilinx사의 Virtex6 famaily의 xc6v1x760 - 2ff1760을 사용하여 100MHz 환경에서 합성을 했다.

목차 (Table of Contents)

• I. Introduction 1
• II. Fundamentals 4
• 1. Dual-Camera 4
• 2. Existing Algorithm 6
• III. The Proposed Method 8
• 1. Algorithm 8
• 2. RTL design 17
• A. Total block diagram 17
• B. LET, SET block diagram 18
• C. Transfer function block diagram 21
• D. Blending block diagram 23
• 3. Algorithm Result 26
• Ⅳ. Simulation results 29
• 1. Modelsim Simulation 29
• 2. Synthetic results 31
• V. Conclusion 32
• References 33
• ABSTRACT 34
• 감사의 글 36