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:
2 R7 l$ ^( |  E" }; u- K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!
3 A/ m' z( @' W  ?2 y# v) b. h想請教各位幾個問題(之前無FPGA的學習經驗)
( m3 \1 X  I" D2 R( F) P1.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.
4 H; g' t" N# e0 p6 k8 _$ M  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?

<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。
0 z- D+ K" D3 _: [' U1.影像儲存的地方及大小
* R/ }0 B& L  a- n2.影像如何和PC之間傳輸及驗證
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
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。
8 g% M+ C( O7 O" ]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^_^
9 C; y" i: x& Z0 ^& q. @網址如下:
http://www.terasic.com.tw/cgi-bi ... goryNo=38&No=56
: s% i( h* S4 n7 ?" e想design TV的人可以參考,板子規格如下:
Altera Cyclone II 2C35 FPGA with 35000 LEs
) @# A7 I, m9 f; h/ u7 l$ xAltera Serial Configuration deivices (EPCS16) for Cyclone II 2C35
( _' p( G( e' Y* w8 @$ D% o9 oUSB 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
  W9 U. v7 o. }! `- e% j+ ~512K byte(256K X16) SRAM
4Mbyte Flash Memory (upgradeable to 4Mbyte)
1 u: m% a; n, P1 T/ bSD Card Socket
4 Push-button switches
18 DPDT switches
9 Green User LEDs
$ B) ^9 M) U& h18 Red User LEDs
2 r$ @6 O' {) q4 d( X  n0 J. Q16 x 2 LCD Module
: n) b2 [( t9 L! L! ]# G( ~50MHz Oscillator and 27MHz Oscillator for external clock sources
24-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
- E4 l  h7 j2 t7 l! X% N5 ?! W1 A4 tTV 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
PS/2 mouse/keyboard connector
IrDA transceiver
Two 40-pin Expansion Headers with diode protection
7 T, H* E1 [, l4 k" UDE2 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。
* L  R6 K9 A3 h/ b& k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。
7 L6 c  J1 z+ k( M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 v) T* H  }* b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?
8 f7 z" R( u3 s6 A就是說資料進入FPGA的方式是哪一種?
% [, w1 Y8 d  d: I& {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?
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
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
& ~9 v: P- I( {+ |4 v$ E) D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
- q  m2 k( J" L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，
" \" q/ J3 \1 M8 y9 U. 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
$ O6 V' Y) ?4 D# |) ^* [將資料讀入與輸出
. l4 h* ~& z+ a* i% B實務作法
- u6 s+ F, w* n* T0 W1.確認進入與輸出實驗版的資料型態RGB?CCIR?
! O" X6 T: L  d: k" o2.確認進入與輸出FPGA的資料型態RGB?CCIR?或是SD?
- A% ]+ f# T7 k3.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

# y2 ?5 g: v$ `6 g[ 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,
, _9 O% ~% M4 T+ u" E9 Kblock Digram如下圖:
有任何問題,我們再來討論討論^__^

kka

挖...
; J. h! V' @- ?" C  c各位大大的回答都很詳細...
讓我們這些新手很受用...
* s7 I3 _6 R7 q. N* q不知道哪邊還可以找到更多DE2的介紹呢?