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:
& E% M1 ~3 T$ |3 s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.
7 |+ _' ~/ E* a8 G  B2.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?
) \1 Y- P$ V  q- i' v& S
9 k2 O: W) R4 s  k<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。
- A1 O) Y, ?3 F$ ^. V6 Q1.影像儲存的地方及大小
8 T% ^; v+ [; J$ g2 K2.影像如何和PC之間傳輸及驗證
8 I6 m: u2 {; A7 I8 x$ a: t& r9 M我規劃的方法
0 _; {& N' F2 q3 O' c4 A# s# E1.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
; b/ ]+ i7 `2 I: o0 S5 b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:
+ o4 J( S: F& H9 o+ Zhttp://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:
" i0 s& r- @7 y0 `7 wAltera Cyclone II 2C35 FPGA with 35000 LEs
Altera Serial Configuration deivices (EPCS16) for Cyclone II 2C35
" r# h- B8 r% ~) d/ K- z( ~9 WUSB 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)
SD Card Socket
( ]3 E$ x) g4 Z% V( K* n1 ~4 Push-button switches
18 DPDT switches
9 Green User LEDs
: l, I$ X$ }; U) x18 Red User LEDs
16 x 2 LCD Module
50MHz Oscillator and 27MHz Oscillator for external clock sources
0 l! H0 _; T; L* Q24-bit CD-Quality Audio CODEC with line-in, line-out, and microphone-in jacks
8 u0 h7 d: F/ V* w' U$ m4 z7 vVGA DAC (10-bit high-speed triple DACs) with VGA out connector
# \" o) g/ z3 _& }TV Decoder (NTSC/PAL) and TV in connector
10/100 Ethernet Controller with socket.
/ }# @. @. D5 h" ?% P6 P2 D: EUSB 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
+ H# ?2 v$ r+ p) M' d" i! X7 `2 ?Two 40-pin Expansion Headers with diode protection
" W- n% w# i5 [/ O1 kDE2 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。
; z2 X0 X$ Z+ E# G5 Q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。
) l* F' M+ \  g% F0 {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。
5 m3 ]6 x% B) }" a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?
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
7 I6 S+ S: y& R* Z以及是哪一種訊號模式進入FPGA?
* c* ]: ]- }8 r然後妳才能有辦法寫code去判斷一張FRAME的起始
. O6 O& F  R. n. Q8 a8 r8 n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
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
+ v1 `2 i7 y7 y9 I3 n4 D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，
$ U% a1 }. a: [' w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
; S; i; `9 e. t) }1 [2 L實務作法
# \1 N- O, O8 ]" X  [! y% g3 F1.確認進入與輸出實驗版的資料型態RGB?CCIR?
- i" @, ?' N+ I- }; K0 g# k) W2.確認進入與輸出FPGA的資料型態RGB?CCIR?或是SD?
$ a# b* j  U! h8 n0 p% _3.進行FPGA資料介面編寫
8 p5 h8 R2 E) w6 f+ R4.進行演算法編寫
' t$ e* a  s$ Z8 V5.整合介面與演算法
, Z1 x0 I$ Y* M! v) m$ i/ w1 A6.燒入FPGA
3 j! c% |0 g( V. ?! u: R) ?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,
block Digram如下圖:
6 V+ k% F) s" A6 e* {% N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...
讓我們這些新手很受用...
7 K3 l3 p9 x+ w6 D! S4 ]2 N不知道哪邊還可以找到更多DE2的介紹呢?