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:
! o& j& u: i) r. v8 f3 t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 ~. D. m2 Q# D: v% _* K7 t1.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.
8 A0 z9 p# M  y4 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?

. O2 R; O8 {7 X<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。
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
1 g6 R. z+ C8 a/ i' X7 ~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。
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^_^
1 y/ r' {) j2 j$ u網址如下:
% n8 ]  h* v5 w; chttp://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
$ ]9 h" j: l  O& m) mAltera 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
% E) m& ~/ z: s, l! s8Mbyte (1M x 4 x 16) SDRAM
512K byte(256K X16) SRAM
4Mbyte Flash Memory (upgradeable to 4Mbyte)
+ m9 }  F( Y* R0 a# ]9 }' vSD Card Socket
4 Push-button switches
- {7 Y4 y- u7 Q' ?18 DPDT switches
9 Green User LEDs
. b+ i# u/ S- f) W3 n18 Red User LEDs
# j* Q' ?# y" k2 \4 G1 F16 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
VGA DAC (10-bit high-speed triple DACs) with VGA out connector
TV Decoder (NTSC/PAL) and TV in connector
: N# F$ G) D1 K10/100 Ethernet Controller with socket.
1 h9 a( p, \+ t# T8 ZUSB Host/Slave Controller with USB type A and type B connectors.
' l+ B& ~# X5 L6 Q$ u/ d: xRS-232 Transceiver and 9-pin connector
PS/2 mouse/keyboard connector
IrDA 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。
8 t2 f0 K8 D- A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。
* b' f3 M# H3 N# |9 d) k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?
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
" P8 Y* }! j( h6 m/ d# ]' ~* v以及是哪一種訊號模式進入FPGA?
0 i. ^. ?8 _  D; F) B! Y# j" M然後妳才能有辦法寫code去判斷一張FRAME的起始
( M  k, g3 L! O2 Y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
& u, e; B+ F: P7 x! N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
9 u) U; w( R" l* _; C: L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
0 m" A) g5 c% V  G! T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
* H  g+ \, t1 k8 Y# Y  B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
8 P! }7 C$ r& q, O將資料讀入與輸出
實務作法
1.確認進入與輸出實驗版的資料型態RGB?CCIR?
& s: G' X& r% g3 d0 c# i0 K2.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
6 C1 @2 z) d% X6 J4.進行演算法編寫
5.整合介面與演算法
' {0 I# U6 G7 R/ v" a6.燒入FPGA
這樣才是整各流程
$ G5 ]- k. l: D# ?4 }
[ 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,
" Z: f$ _/ w% s+ [; `* l2 K* Ablock Digram如下圖:
8 G; R- F, z9 ~% U! T$ C6 `# r有任何問題,我們再來討論討論^__^

kka

挖...
( a: Z$ ]' o+ [6 [% J9 A& m3 l" f! ?各位大大的回答都很詳細...
) j/ A$ [' s3 C& {0 V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?