FPGA用於數位影像處理?

brosnan

各位前輩.小弟目前手上有一個xillinx的FPGA版子! 目前想要建構一個如下的環境:
讀取一張影像,經過一個簡單的運算(ex.把一張影像的每個pixel值作一些運算) 輸出到VGA的螢幕上!
想請教各位幾個問題(之前無FPGA的學習經驗)
- ?( x6 c8 Z+ n1.verilog 有讀取一張影像的指令嗎?我的想法是寫一個verilog code 把要處理的影像就直接寫在code上.
4 \" {! j; K' j) E0 U. M  燒錄到版子上,直接秀在螢幕上.
0 X/ z1 u; |' f% }; T' T% P" B' s2.如果是要把處理好的影像輸出到VGA螢幕上(FPGA板上有VGA Port),還需要寫什麼程式嗎?
' D" r& c! ^6 Q! l( O3 E) E0 c
2 q( ~  m. |. ?) m<ps>如果有相關的參考資料(網站,書),可提參考的話,也非常感激!

walltsou

有幾件事你必須先決定。
1.影像儲存的地方及大小
2.影像如何和PC之間傳輸及驗證
8 J+ y) C0 U5 w: x" a7 F1 \% O我規劃的方法
) Z- W) _4 a. F" R' A/ D! V0 h1.使用SDRAM存，所以要使用SDRAM控制器的IP
) ~) H* {2 |! H6 G4 C: F4 P2.使用PCI界面，確保資料流量
8 l% N. z9 j/ R4 ?. x0 `至於VGA，暫不考量，因為要是資料處理錯誤，從VGA是看不出來的。
1 N8 e5 x) o* W; Y我是從PC的記憶體傳到PCI卡上的FPGA處理完再回傳PC。至少可以比對處理狀況，或是單格處理再比對。
要是你用獨立板子，那又要處理攝影問題。至少PC不用，可以使用錄好的檔案。
2 F1 z( \+ E; y. C做即時攝影處理，我做過，完全看不出資料處理錯誤時的狀況。只能知道處理錯誤，然後猜。

jason_lin

Altera有一塊板子他提供NTSC/PA IN,VGA out的參考設計,而且全部都是source code,你可以參考這個設計^_^
: [+ z3 t# t8 Y( i網址如下:
http://www.terasic.com.tw/cgi-bi ... goryNo=38&No=56
想design TV的人可以參考,板子規格如下:
Altera Cyclone II 2C35 FPGA with 35000 LEs
% U' f( U3 w# {/ B+ D# SAltera Serial Configuration deivices (EPCS16) for Cyclone II 2C35
USB Blaster built in on board for programming and user API controlling
JTAG Mode and AS Mode are supported
. L7 A+ |1 V! I: q* c' e" _% K8Mbyte (1M x 4 x 16) SDRAM
- ^8 }  h/ n- P2 y4 m% K3 P* M' w9 q512K byte(256K X16) SRAM
4Mbyte Flash Memory (upgradeable to 4Mbyte)
6 p' r9 U8 F5 `9 ^! }SD Card Socket
4 Push-button switches
* i: e& U' t) A' w- _$ U- B" u6 L8 H18 DPDT switches
9 Green User LEDs
18 Red User LEDs
  t& o2 o1 R" e( E/ r4 q& K16 x 2 LCD Module
1 z6 I2 a3 ~8 i  u, G- L) n: C, Y50MHz Oscillator and 27MHz Oscillator for external clock sources
24-bit CD-Quality Audio CODEC with line-in, line-out, and microphone-in jacks
VGA DAC (10-bit high-speed triple DACs) with VGA out connector
TV Decoder (NTSC/PAL) and TV in connector
10/100 Ethernet Controller with socket.
USB Host/Slave Controller with USB type A and type B connectors.
RS-232 Transceiver and 9-pin connector
PS/2 mouse/keyboard connector
IrDA transceiver
$ D# ]4 Q& u  E' d$ [7 OTwo 40-pin Expansion Headers with diode protection
0 K* F% U& a: @DE2 Lab CD-ROM which contains many examples with source code to exercise the boards, including: SDRAM and Flash Controller, CD-Quality Music Player, VGA and TV Labs, SD Card reader, RS-232/PS-2 Communication Labs, NIOSII, and Control Panel API
Size：153*203 mm

walltsou

DE2這個發展板，是基於NIOS-II的Soft-CPU上。也有CCD模組可以選購。
" e/ {/ V2 z5 E! q8 N) J不過，影像處理需要很高的效能，不可以在Soft-CPU上執行，必須自行建立處理模組以裝置的方式掛上。
可以我覺得因為影像處理使用很多FPGA的資料，再加上一個Soft-CPU，真的不知是否可以擠進去。
; w+ E4 N  g2 T4 Y. m8 p) G8 U* k' i至於和PC端的傳輸，大概只能使用USB。可能要做出單格的方式來驗證演算法。
. Y8 A0 S1 x+ Y% h5 A5 P; A2 z& r使用這板子做VGA顯示，已有台大研究生做出來，也是用在影像處理上，用Google找找吧。

kosenmagic

你能確定你的資料輸入的模式嗎?
( Q/ c' e! Y' d6 E就是說資料進入FPGA的方式是哪一種?
實務上的作法就是 你要先確定你的版子是哪一種資料輸入
* a5 Z+ `5 D. j" k% q以及是哪一種訊號模式進入FPGA?
然後妳才能有辦法寫code去判斷一張FRAME的起始
5 k8 T5 ], C" G9 n- v' U. ]判斷起始以後再去判斷每一條LINE的起始
有辦法判斷起始以後再去對pixdata進行演算法運算
9 T/ M% i1 m6 h) _3 e. O$ n影像處理最主要是演算法的驗證，可以實現的演算法不一定能用
% F0 t1 b7 x  K& Z; _; \5 y; S因為gate會太多以致COST大增，以你的想法是想要把資料寫在CODE裡面
或是把影像從RAM拉出來一次，然後運算以後儲存，在輸出運算一次的結果到螢幕
這只能確認演算法的展現成果，但是對於實際影像運作就不行
2 ^- F4 |5 B* t' x5 j4 ?5 s) T因為影像是連續的，實際的運作流程會是判斷影像的資料型態，
- {  K# P) ^$ u& B1 C/ f' R9 U5 U# P將演算法實現成VERILOG，判斷影像的起始與資料位置進行演算法運算，再依照輸出與輸入的介面需求
" d7 Y" G6 ^* v: d將資料讀入與輸出
實務作法
, ~) Z, k8 d* q' {+ b4 {& O1.確認進入與輸出實驗版的資料型態RGB?CCIR?
2.確認進入與輸出FPGA的資料型態RGB?CCIR?或是SD?
3.進行FPGA資料介面編寫
4.進行演算法編寫
0 L& X. X& b& S- F# u5.整合介面與演算法
6.燒入FPGA
3 O# `- d% r- ]' Y; {% b" R# H這樣才是整各流程

[ 本帖最後由 kosenmagic 於 2008-12-16 11:31 AM 編輯 ]

jason_lin

DE2板子參考設計的輸入是使用ADI的chip,出來是CCIR656,source code是把656轉601,之後存到sdram,然後再抓出來做影像處理,最後丟到VGA或LCD,
1 I& y! E+ W% y+ h+ N& ?  @block Digram如下圖:
: d. h  X9 M5 c! L% {有任何問題,我們再來討論討論^__^

kka

挖...
8 ~/ B& P$ A5 q4 w" ~, E各位大大的回答都很詳細...
$ ]! R# ]& C: x6 W8 \讓我們這些新手很受用...
不知道哪邊還可以找到更多DE2的介紹呢?