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)
3 \4 x8 l0 X5 \) d5 i1.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.
$ k/ t8 l; d/ O' g1 _4 G% D1 o7 _. A  燒錄到版子上,直接秀在螢幕上.
/ T; Z: B7 X$ |( a2.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?

) h7 i% z" Q8 X& R) J; N<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!

kka

挖...
各位大大的回答都很詳細...
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?

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,
- X: `8 t( J! _' Eblock Digram如下圖:
9 J8 h) Y8 U& o- _( P有任何問題,我們再來討論討論^__^

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?
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?
9 L$ W7 I$ n& \  f5 V0 ?, C2 S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
8 ]0 L- |/ ]  ^有辦法判斷起始以後再去對pixdata進行演算法運算
% f3 [! [; S6 x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
, _1 A* R; f( D, X/ x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
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
! `  y6 d3 V, D: T6 m/ X8 H6 W  U6 ~將資料讀入與輸出
, h: P% `4 {/ ?6 X1 i' T& ^實務作法
* E- D- |1 M+ G2 ^1.確認進入與輸出實驗版的資料型態RGB?CCIR?
& i4 M5 |; M# c6 w; j& C+ T2.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
( v  w, ~4 T; u( j* E5.整合介面與演算法
6.燒入FPGA
# B2 {% o; \& G# K/ M- V這樣才是整各流程
& g; |) t' p, d3 L/ ^9 O) U
[ 本帖最後由 kosenmagic 於 2008-12-16 11:31 AM 編輯 ]

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。
3 j& _1 L6 G; E" ^+ j2 T  y( [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。
4 k, B& f0 O" K9 U8 X7 {: S+ q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。

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
' n* }; }/ J0 a  B# q" L9 ?想design TV的人可以參考,板子規格如下:
Altera Cyclone II 2C35 FPGA with 35000 LEs
! F* S' r6 d* [0 F" {Altera Serial Configuration deivices (EPCS16) for Cyclone II 2C35
6 s( D# F) e3 A& }USB Blaster built in on board for programming and user API controlling
JTAG Mode and AS Mode are supported
8Mbyte (1M x 4 x 16) SDRAM
512K byte(256K X16) SRAM
4Mbyte Flash Memory (upgradeable to 4Mbyte)
& j  A7 T# v& |4 k: v% m2 nSD Card Socket
4 Push-button switches
  r7 b; _- e* z: Y18 DPDT switches
9 Green User LEDs
18 Red User LEDs
1 e, y3 E9 _$ s, u1 a16 x 2 LCD Module
; {; |, r1 n+ ~6 a+ c" T* [& a50MHz Oscillator and 27MHz Oscillator for external clock sources
24-bit CD-Quality Audio CODEC with line-in, line-out, and microphone-in jacks
: c: D. l! f) CVGA DAC (10-bit high-speed triple DACs) with VGA out connector
TV Decoder (NTSC/PAL) and TV in connector
7 E: X5 Z$ e4 \# J8 I10/100 Ethernet Controller with socket.
USB Host/Slave Controller with USB type A and type B connectors.
( {! e% t& P$ R( j6 B$ \: Y* wRS-232 Transceiver and 9-pin connector
% r9 {& v3 E) q) b' ~PS/2 mouse/keyboard connector
IrDA transceiver
Two 40-pin Expansion Headers with diode protection
/ Z" ?  l- E! D. k' eDE2 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
* q' Q! ]% f% {; r( e7 V0 ZSize：153*203 mm

walltsou

有幾件事你必須先決定。
" W- o/ u! |- S; D- N7 H' x- Z1.影像儲存的地方及大小
2 o) M: N9 M+ O+ v/ E1 W0 @2.影像如何和PC之間傳輸及驗證
) {4 M9 X4 a" F! f% u' u我規劃的方法
) e  f, I1 D% @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
; T& a2 S, }, `. j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。
6 y" l: V$ m4 {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。
9 A6 f2 \$ i, c9 ]' o. h6 |0 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。