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:
& z0 z2 g" z- X  _  I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!
+ V  h6 c& X+ ~9 o1 r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.
! w/ _2 ^: d: u! Y  s; e2.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?
5 F. A3 ^3 c9 s( H, K' V
<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。
9 l( R/ F0 a: f1 Y, W1.影像儲存的地方及大小
' ~6 A. G/ b# u2 B5 B* O; X2.影像如何和PC之間傳輸及驗證
5 _* h( Q% b& V& t我規劃的方法
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
" L, ]" J) C! L3 v7 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。
  E" \. `% I- l3 r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^_^
; V6 J5 f- q: \) V2 u* V8 u網址如下:
( O" P- f" ~9 bhttp://www.terasic.com.tw/cgi-bi ... goryNo=38&No=56
5 z/ z4 @- {2 Y+ d8 S1 p想design TV的人可以參考,板子規格如下:
Altera Cyclone II 2C35 FPGA with 35000 LEs
- ?2 n0 K! q7 b! _Altera Serial Configuration deivices (EPCS16) for Cyclone II 2C35
USB Blaster built in on board for programming and user API controlling
JTAG Mode and AS Mode are supported
7 D! c( Y8 S1 K! @8Mbyte (1M x 4 x 16) SDRAM
; @5 f$ l; ]  n3 \& ^512K byte(256K X16) SRAM
1 K) f3 C+ H& i2 M4Mbyte Flash Memory (upgradeable to 4Mbyte)
SD Card Socket
% H& s1 F* ~0 U+ M- U+ D4 Push-button switches
18 DPDT switches
9 Green User LEDs
8 j; i( G" Y8 F' Z3 X  t& L, s8 u. G18 Red User LEDs
! ~9 d. Y. G3 [16 x 2 LCD Module
50MHz Oscillator and 27MHz Oscillator for external clock sources
& b1 F' o4 u! c- |5 e24-bit CD-Quality Audio CODEC with line-in, line-out, and microphone-in jacks
. a. q, z: S/ v5 G+ f# bVGA DAC (10-bit high-speed triple DACs) with VGA out connector
: m( P: ~5 d. w8 ]TV Decoder (NTSC/PAL) and TV in connector
10/100 Ethernet Controller with socket.
, x9 y# Q4 i* v$ f4 wUSB Host/Slave Controller with USB type A and type B connectors.
RS-232 Transceiver and 9-pin connector
, t; X2 G% }7 x6 w. ZPS/2 mouse/keyboard connector
IrDA transceiver
3 L; Y3 I" w1 O0 q) u+ B' G4 d) gTwo 40-pin Expansion Headers with diode protection
, @% x0 `5 a2 [: T, D, aDE2 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。
& R# S7 N% b# X) k4 z5 I7 Q. s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。
+ q/ w% X0 b+ R( ?( w. Z' q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?
( L" R( H5 I  u+ O3 f# H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
" I- Q; X6 E2 _. j; [( k/ X以及是哪一種訊號模式進入FPGA?
* b2 }% p' @' [( @9 v0 P然後妳才能有辦法寫code去判斷一張FRAME的起始
3 g, Y0 m+ ?6 X' g+ f1 f判斷起始以後再去判斷每一條LINE的起始
. ?; v+ C1 c' @" n有辦法判斷起始以後再去對pixdata進行演算法運算
  J' d  ]2 \3 r/ A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
: J& A* L# \. n/ y. 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，
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
/ w( v$ O) H- `3 m7 ^( H* w- e& W1.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
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

  \5 v8 M' @2 ~4 f* x4 q[ 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,
, d8 ^& z5 ?; Yblock Digram如下圖:
; n1 o/ G, _0 @有任何問題,我們再來討論討論^__^

kka

挖...
5 S* f* |. |; ]) H各位大大的回答都很詳細...
讓我們這些新手很受用...
( q7 C# T* i; E8 ~3 m* N4 @' @不知道哪邊還可以找到更多DE2的介紹呢?