Design of Real-time Mapping Circuit for High-speed FHD Image Stitching

자율주행 자동차 분야에서 넓은 시야각 확보, 상황 인식 및 객체 추적을 위해 실시간 이미지 스티칭의 필요성이 점점 증가하고 있다. 이미지 스티칭 알고리즘은 특징점을 기반으로 호모그래피를 구하는 부분과 Mapping을 통해 이미지를 잇는 부분으로 구성된다. 본 논문에서는 자율주행 차량과 같이 카메라가 고정되어 있는 경우를 고려한 효율적인 이미지 스티칭 시스템을 제안한다. 캘리브레이션 역할을 하는 전처리 부분은 C 언어 프로그램으로 구현하여 호모그래피를 추출하고, 이를 입력으로 동작하는 회로는 2장의 FHD 이미지를 실시간으로 Mapping한다. 또한 이미지 접합의 정확도 측면과 구현된 회로의 면적-성능 특성을 고려하여 두 종류의 회로를 제안한다. 첫 번째는 호모그래피를 기반으로 Mapping을 수행하는 회로로서 이미지 접합의 정확도가 높다는 장점이 있고, 두 번째는 호모그래피를 단순화한 어파인을 기반으로 Mapping을 수행하는 회로로서 면적이 작고 동작 속도가 빠르다는 장점이 있다. 65nm 표준 셀 라이브러리를 사용하여 합성한 결과, 호모그래피를 사용한 회로는 130,993 게이트로 0.142 GPPS, 어파인을 사용한 회로는 39,091 게이트로 0.5 GPPS의 처리 속도를 보임으로써 두 회로 모두 FHD 이미지를 실시간으로 처리하는데 필요한 목표 성능인 0.12 GPPS 이상을 만족한다.