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:
9 @. z# A. Y7 Y# i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!
6 B' ]" C" K$ F1 m8 a想請教各位幾個問題(之前無FPGA的學習經驗)
1 j) ~5 Z+ K. S8 I6 p* k3 R1.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.
  燒錄到版子上,直接秀在螢幕上.
' r/ M+ |$ a1 \2.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?

<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
; N$ Y8 d- g* Z4 t) r) j( q8 E3 ?2.影像如何和PC之間傳輸及驗證
, q; H6 K4 s: s我規劃的方法
1.使用SDRAM存，所以要使用SDRAM控制器的IP
2.使用PCI界面，確保資料流量
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。
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 q9 `! P$ j% ?+ X6 \+ T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^_^
網址如下:
1 r5 J. v2 P' phttp://www.terasic.com.tw/cgi-bi ... goryNo=38&No=56
# i0 ~/ o( Y5 \/ c. l) y想design TV的人可以參考,板子規格如下:
Altera Cyclone II 2C35 FPGA with 35000 LEs
) u+ _7 e0 Q+ P% Z8 v1 VAltera 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
6 m) b# n1 P. e% d8Mbyte (1M x 4 x 16) SDRAM
+ [  S" r! y7 ]/ i; u512K byte(256K X16) SRAM
7 D9 c; H0 w5 e/ [' T; r4Mbyte Flash Memory (upgradeable to 4Mbyte)
# j0 \" z6 z  @9 jSD Card Socket
4 Push-button switches
18 DPDT switches
! h5 w; G1 [( ]9 Green User LEDs
  K8 R+ X7 }: I1 l6 d5 l, q18 Red User LEDs
& ]0 Q; U5 i5 D2 ~3 `16 x 2 LCD Module
50MHz 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
( r; j+ Q0 t' w' bTV Decoder (NTSC/PAL) and TV in connector
10/100 Ethernet Controller with socket.
! C* J6 j! f' k4 y# |! S  WUSB Host/Slave Controller with USB type A and type B connectors.
' T, P/ g; V! x# iRS-232 Transceiver and 9-pin connector
% C2 Z% K: L3 \7 n+ ]) m. jPS/2 mouse/keyboard connector
IrDA transceiver
4 }" a9 S/ T6 A" HTwo 40-pin Expansion Headers with diode protection
4 K7 n4 p: @( g0 s' C' v; p9 @+ v) N3 ODE2 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。
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。
# R" p# g7 T- M9 h* G, T9 G, y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。
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。
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?
就是說資料進入FPGA的方式是哪一種?
1 Y: {6 ~, |1 f& `: C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
以及是哪一種訊號模式進入FPGA?
  W, K! h1 `& Z- _! }, [1 b3 E然後妳才能有辦法寫code去判斷一張FRAME的起始
& q8 R9 |+ l- N' f* s: W判斷起始以後再去判斷每一條LINE的起始
9 @/ v3 l6 ^) A' o% m# h有辦法判斷起始以後再去對pixdata進行演算法運算
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
3 j$ v9 g, T" j+ L2 Y, D( `; e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
0 `0 h& K- g% V* ~# c' H4 k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
* {/ C, X, @: k* b8 x6 T3 n7 R9 w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，
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
: R) |: d% K) T4 Z) v" W7 G將資料讀入與輸出
實務作法
1.確認進入與輸出實驗版的資料型態RGB?CCIR?
: ]* D" E, u* m5 O6 W2.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
5.整合介面與演算法
6 E. B/ @4 h2 H+ q9 e/ V6.燒入FPGA
* W7 c. D- u9 _/ z/ m' ]& h這樣才是整各流程
. W$ T3 ^, q( a
[ 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,
block Digram如下圖:
* c1 S2 ~6 w) n2 J" G2 W有任何問題,我們再來討論討論^__^

kka

挖...
各位大大的回答都很詳細...
( p0 J1 i) [: c7 f/ [# U) ]# s  l0 X讓我們這些新手很受用...
0 q# p' B) D8 F9 H, P2 ^. j% I) o不知道哪邊還可以找到更多DE2的介紹呢?