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:
$ K! J% F0 O3 t+ N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)
2 V* [8 w+ M, M1 k$ b+ m1.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?

( }- l- e) W+ j  D1 T<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。
( ?* Q4 `: x! {/ R# v5 n7 r5 H  ^1 |1.影像儲存的地方及大小
2.影像如何和PC之間傳輸及驗證
我規劃的方法
& i: m1 |& a' \2 \' V4 }% T0 S  L1.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
% X7 l9 ^0 x: e4 A* N7 |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
Altera Serial Configuration deivices (EPCS16) for Cyclone II 2C35
USB Blaster built in on board for programming and user API controlling
; I" a* g; n( X8 J* ^7 }# R9 FJTAG Mode and AS Mode are supported
8Mbyte (1M x 4 x 16) SDRAM
2 l+ \& k2 `3 b( Z2 x4 Q512K byte(256K X16) SRAM
; q) o4 m8 V4 @* P, M4Mbyte Flash Memory (upgradeable to 4Mbyte)
SD Card Socket
4 Push-button switches
18 DPDT switches
9 Green User LEDs
18 Red User LEDs
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
/ w5 J7 C" s3 B; p& C# {: YVGA DAC (10-bit high-speed triple DACs) with VGA out connector
3 B) l( Y2 a/ ]; m, |) @1 w, n" eTV Decoder (NTSC/PAL) and TV in connector
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
4 F+ o. K0 q) w+ D2 O& J3 bPS/2 mouse/keyboard connector
; E9 N1 u! t- y, H+ u) k# F& yIrDA 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。
- C4 _( K9 E7 V9 D1 k4 H/ s! V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。
5 G3 d6 j! x4 U! 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。
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?
# T* J8 R' w0 p- [% h' l2 d+ ~6 S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
$ M; [. n) M# G) J9 ^以及是哪一種訊號模式進入FPGA?
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 j7 D% ~/ g; f  a; @: K有辦法判斷起始以後再去對pixdata進行演算法運算
5 A. Q+ x. v9 a4 `9 f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
+ U5 Y2 O% g2 B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
8 f/ O) g. R7 e( y" s9 Q8 m' `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，
* j2 `4 ?) c- M. N' L5 M7 k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
; f! H( a( ^7 S. Y! m- D; D" Q+ r+ k1.確認進入與輸出實驗版的資料型態RGB?CCIR?
! L- W( t2 d4 `% d9 ^8 i* f3 z2.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
/ \7 s2 @* q8 @- z5 p+ W9 \4.進行演算法編寫
5.整合介面與演算法
6.燒入FPGA
4 v  R; K- @1 ?) o, C! ]這樣才是整各流程
! K4 a2 B4 S6 U. B8 u
* M5 Q; [8 H9 V! d) r0 {. 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...
各位大大的回答都很詳細...
5 P  a( K, @" ~. e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?