보정 이미지의 최 근접 좌표를 이용한 실시간 방사 왜곡 보정 하드웨어 설계 = A Hardware Design for Realtime Correction of a Barrel Distortion Using the Nearest Pixels on a Corrected Image

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 보정 이미지에서 최 근접 좌표를 이용한 방사 왜곡 보정 하드웨어 구조를 제안한다. 기존 보간법과는 달리 보정 이미지에서 최근접한 좌표의 거리를 이용하기 때문에 이미지 전체 영역의 화질 향상과 함께 외각영역에서 발생하는 계단 현상을 해결할 수 있다. 그러나 양 선형 보간법을 적용한 기존 구조에서 추가되는 연산으로 인해 하드웨어 크기가 증가한다. 이를 해결하기 위해 룩 업 테이블 구조를 제안하고, 코르딕 알고리즘을 적용한다. Design compiler를 이용하여 합성한 결과 보간법의 모든 과정을 하드웨어로 구현한 구조는 기존 구조에 비해 처리량이 높고, 차량용 후방 카메라의 경우 룩 업 테이블과 하드웨어를 함께 사용한 구조는 모든 과정을 하드웨어로 구현한 구조보다 하드웨어 크기를 10% 줄일 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, we propose a hardware design for correction of barrel distortion using the nearest coordinates in the corrected image. Because it applies the nearest distance on corrected image rather than adjacent distance on distorted image, the picture quality is improved by the image whole area, solve the staircase phenomenon in the exterior area. But, because of additional arithmetic operation using design of bilinear interpolation, required arithmetic operation is increased. Look up table(LUT) structure is proposed in order to solve this, coordinate rotation digital computer(CORDIC) algorithm is applied. The results of the synthesis using Design compiler, the design of implementing all processes of the interpolation method with the hardware is higher than the previous design about the throughput, In case of the rear camera, the design of using LUT and hardware together can reduce the size than the design of implementing all processes with the hardware.

참고문헌 (Reference)

1 정수목, "인접 픽셀들의 특성을 이용한 보간 영상의 화질 개선 기법" 한국컴퓨터정보학회 16 (16): 95-102, 2011

2 신기영, "광학식 모션캡처를 위한 다중 카메라 보정 방법" 한국컴퓨터정보학회 14 (14): 41-50, 2009

3 S. Chen, "Time multiplexed VLSI architecture for realtime barrel distortion correction in video endoscopic images" 21 (21): 1612-1621, 2011

4 J. Volder, "The CORDIC trigonometric computing technique" EC-8 (EC-8): 330-334, 1959

5 W. Feng, "Omnidirectional vision tracking and positioning for vehicles" 6 : 183-187, 2008

6 M. Ahmed, "Nonmetric calibration of camera lens distortion : differential methods and robust estimation" 14 (14): 1215-1230, 2005

7 Y. J. Lee, "Near pixels fisheye lens image correction based on near pixels of a corrected image" Kwangwoon University 2011

8 X. ming Dong, "Landmark design and realtime recognition based on fisheye image for robot navigation" 1 : 437-440, 2010

9 "Kodak lossless true color image"

10 J. Brauers, "Geometric calibration of lens and filter distortions for multispectral filter wheel cameras" 20 (20): 496-505, 2011

11 J. Y. Han, "Fisheye image correction and low power scaler design" Kwangwoon University 2010

12 "DesignWare building block IP"

13 K. Vijayan Asari, "Design of an efficient VLSI architecture for non linear spatial warping of wide angle camera images" 50 (50): 743-755, 2004

14 M. Sone, "Comparison of image interpolation methods applied to least squares matching" 1017-1022, 2008

15 Zijian Zhao, "Camera calibration with three noncollinear points under special motions" 17 (17): 2393-2402, 2008

16 T. Rahman, "An efficient camera calibration technique offering robustness and accuracy over a wide range of lens distortion" 21 (21): 626-637, 2012

17 K. Johnson, "A quadric surface projection model for wide angle lenses" 3522 : 424-434, 1999

18 H. T. Ngo, "A pipelined archi tecture for realtime correction of barrel distortion in wide angle camera images" 15 (15): 436-444, 2005

19 P. Y. Chen, "A VLSI implementation of barrel distortion correction for wide angle camera images" 56 (56): 51-55, 2009