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:
  T, q3 _" J; a' P$ D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)
+ t* Z: P1 M; f: V1.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.
" d3 ^8 H9 w1 w% P2.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?
9 E( H/ r4 a) P( l
, Z& Q" c( D" @* e6 n<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。
& Y( }& @* a3 s! W1.影像儲存的地方及大小
; S1 k2 U* O. r6 _9 Z* w8 [4 P2.影像如何和PC之間傳輸及驗證
* [: R. O# H. z; L7 K我規劃的方法
% j9 z" i3 a* `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。
1 C0 G' ~; [/ h; b2 i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
+ L& a" N5 J3 SAltera Serial Configuration deivices (EPCS16) for Cyclone II 2C35
5 j) G1 h. z% C- dUSB Blaster built in on board for programming and user API controlling
0 G/ J6 S# Z+ b# l" S! j; LJTAG Mode and AS Mode are supported
8Mbyte (1M x 4 x 16) SDRAM
7 p4 x' }1 B3 n  e- }9 X6 `512K byte(256K X16) SRAM
4Mbyte Flash Memory (upgradeable to 4Mbyte)
8 z" D* W3 V, j5 I! Z' r& ]SD Card Socket
4 Push-button switches
+ a" n3 C0 D* @" ^& X5 o; p( d' O7 W18 DPDT switches
7 o5 o2 E1 G1 L7 z0 g9 Green User LEDs
7 L- W! E4 n6 j7 U( L3 ?18 Red User LEDs
- m- T; V) a* q, g3 \  i9 P) I16 x 2 LCD Module
50MHz Oscillator and 27MHz Oscillator for external clock sources
2 g. v& A, c; K/ C; H! ]24-bit CD-Quality Audio CODEC with line-in, line-out, and microphone-in jacks
5 T) b  V0 w' S9 b, k% x- mVGA DAC (10-bit high-speed triple DACs) with VGA out connector
! e  k5 P: ~: @2 ?/ zTV Decoder (NTSC/PAL) and TV in connector
7 J6 N4 V" Y' p3 l1 \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
& R% Z8 L# i% F' yIrDA transceiver
" g) u( t0 o! j' cTwo 40-pin Expansion Headers with diode protection
4 L4 X9 `/ Q) {( E; ZDE2 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
$ l, k( L4 S- b) Z+ j, t# [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。
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。
; x4 k4 ?5 `8 a7 i$ o' L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。
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。
3 i  d. ]+ ?; M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
0 @; q0 K7 U& ?& E4 N1 O以及是哪一種訊號模式進入FPGA?
- s3 m) K- w0 N+ e2 T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
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
, z' d) e- e. H: M0 t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，
' E; R7 J  O8 t& }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
1.確認進入與輸出實驗版的資料型態RGB?CCIR?
$ S5 h: E  _* _' U* M2.確認進入與輸出FPGA的資料型態RGB?CCIR?或是SD?
: @/ y% Q) B0 \1 A: z! a/ @, n9 k/ \. v3.進行FPGA資料介面編寫
, N6 r  F: V' U" @$ q2 J. R' n4.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

# d3 H1 {; \$ m7 @4 F[ 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,
$ y5 ^% I+ o6 |! w+ ?. S. Xblock Digram如下圖:
有任何問題,我們再來討論討論^__^

kka

挖...
! S! Y# }( n% V$ m各位大大的回答都很詳細...
$ C$ g! n9 W/ a0 L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?