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:
8 m. ]  B0 p" h* w3 t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)
1.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.
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?
9 x2 L& q* `1 s5 o. H% V/ J
- S7 r; c% g: t0 v4 h! X<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。
- E9 u% {  g2 C% m1.影像儲存的地方及大小
  T& {5 G! u8 P7 H4 e2.影像如何和PC之間傳輸及驗證
: D& q) y  ~! B我規劃的方法
: A% I7 k* g# u) h* @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。
# N' L( ?+ ^; _8 c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。
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:
http://www.terasic.com.tw/cgi-bi ... goryNo=38&No=56
/ j6 A8 f4 b9 k4 M想design TV的人可以參考,板子規格如下:
! F' b# E7 y/ f7 t. MAltera Cyclone II 2C35 FPGA with 35000 LEs
Altera Serial Configuration deivices (EPCS16) for Cyclone II 2C35
USB Blaster built in on board for programming and user API controlling
2 P, W2 Z" \4 T' A; ~3 A7 FJTAG Mode and AS Mode are supported
# C$ P- U# v6 F+ O& \# j8Mbyte (1M x 4 x 16) SDRAM
0 l( N/ H, V% U$ A. v512K byte(256K X16) SRAM
4Mbyte Flash Memory (upgradeable to 4Mbyte)
SD Card Socket
8 p* o) w! p$ N& D* y: h# \: y4 Push-button switches
! v* A( ~* o$ Y18 DPDT switches
% I- T  \1 T& N+ r5 Z: q+ S8 e9 Green User LEDs
18 Red User LEDs
16 x 2 LCD Module
50MHz Oscillator and 27MHz Oscillator for external clock sources
; L; \. O$ B: R* d: {1 c24-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
( d, o4 |3 H8 n+ L; c; VTV Decoder (NTSC/PAL) and TV in connector
3 o' j2 L+ `! \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
; m5 e7 G7 x  K3 L* s# o( \9 M3 SIrDA transceiver
Two 40-pin Expansion Headers with diode protection
% O4 r# V, k: W5 R' ~* zDE2 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。
/ w0 C1 M7 h# @% m, P/ ]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?
5 g  g9 h# }/ I2 e+ h; s, \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
, f. u& e* ?' r以及是哪一種訊號模式進入FPGA?
2 _" p( X" P- q: h1 G然後妳才能有辦法寫code去判斷一張FRAME的起始
判斷起始以後再去判斷每一條LINE的起始
2 ^, n* B3 ~# P  |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
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 s7 k2 z# o; k) v+ [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
6 G: e  Z. d7 {4 l0 R! V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
# `' N5 E! q1 H1 R# s$ r3 R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，
* w& V; ~# x; M. p3 ?7 M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
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?
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
3 Z8 v) ~' K/ o2 x9 _4.進行演算法編寫
5.整合介面與演算法
6.燒入FPGA
這樣才是整各流程
8 d6 i1 _  O; F( h$ @
3 q' m4 c& O" z8 p' @6 o4 l[ 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:
有任何問題,我們再來討論討論^__^

kka

挖...
! M* X; d( ^5 V  ?3 R! z各位大大的回答都很詳細...
1 Y( \, {4 c; H# J- `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?