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!
% z' W) y. V. `: A; Q' Q5 T想請教各位幾個問題(之前無FPGA的學習經驗)
% r0 U; b- X& D1 T) R- k; ?) 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.
  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?

; N$ ?8 r$ Z5 U1 F5 q<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
$ k) U+ C: ]3 d  f' K2.影像如何和PC之間傳輸及驗證
6 \# k4 t/ Q5 |6 @- E我規劃的方法
. f. I; p5 Z) B# B1.使用SDRAM存，所以要使用SDRAM控制器的IP
+ J7 P& |+ P2 l- C2 I, X2 y' @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。
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
想design TV的人可以參考,板子規格如下:
Altera Cyclone II 2C35 FPGA with 35000 LEs
/ v2 y# W2 n+ X0 ]8 j( cAltera Serial Configuration deivices (EPCS16) for Cyclone II 2C35
% L" ^0 o2 X7 s/ K. RUSB Blaster built in on board for programming and user API controlling
- e* O  g5 E" c9 t% yJTAG Mode and AS Mode are supported
; @: |5 W6 i' K3 d# G5 _4 I8Mbyte (1M x 4 x 16) SDRAM
4 A# m3 U/ a5 y8 G, j( h512K byte(256K X16) SRAM
: p# [3 o! W0 t4Mbyte Flash Memory (upgradeable to 4Mbyte)
SD Card Socket
; k+ J- _! J0 J9 R4 j" V4 Push-button switches
+ s( m! E! C& |2 u* ?18 DPDT switches
9 Green User LEDs
: g' O) I& f2 y$ L18 Red User LEDs
( \  Z5 e9 J- p  {& B0 F$ o6 F1 K16 x 2 LCD Module
50MHz Oscillator and 27MHz Oscillator for external clock sources
! U1 c9 Y2 ]5 ]7 @# E% k& m6 n24-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
  V( \. k9 j+ B( {TV Decoder (NTSC/PAL) and TV in connector
( I$ U0 G$ Z' j  Q10/100 Ethernet Controller with socket.
/ g& G! S  m, p' @USB Host/Slave Controller with USB type A and type B connectors.
, N' _6 v! N- X$ Y' p6 P/ f; bRS-232 Transceiver and 9-pin connector
: s9 u3 \8 y, C& KPS/2 mouse/keyboard connector
IrDA transceiver
Two 40-pin Expansion Headers with diode protection
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。
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。
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?
) [! k9 F; e( t$ Y4 `  }1 f! [+ q就是說資料進入FPGA的方式是哪一種?
4 k1 A" s) L6 r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
# M2 |0 I" o0 a" ^2 k以及是哪一種訊號模式進入FPGA?
5 g! g& d4 N0 U1 y, b! f, ]  N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
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
8 }) h# x7 |0 I6 {* ?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
5 \  K% n& p+ ]  r* l. h2 _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
, T$ V, c- l( {' x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，
7 J0 @! u& l- H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
8 ^# [' r3 Y3 K; }將資料讀入與輸出
& o+ G2 h) s, \7 _1 G1 E: I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?
* [! ^: p1 R! L9 D8 Y4 a2 q3.進行FPGA資料介面編寫
( z- d1 ]) f- i4.進行演算法編寫
7 o7 a8 e' u1 `5.整合介面與演算法
& m/ W  Z% N" H9 r6 z' U8 W6.燒入FPGA
1 w( w% l  }; L5 y, ?$ E這樣才是整各流程

  w/ G: H9 a- t[ 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,
2 i- j) u# s* M! i/ J4 `block Digram如下圖:
有任何問題,我們再來討論討論^__^

kka

挖...
  Q: Q% Y( c0 H+ P, A9 H9 {各位大大的回答都很詳細...
, z0 S" x1 T( C' K) r/ ^1 w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?