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:
8 `7 e- K* m) f. g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)
6 l5 J' \3 D2 y( @  V! ^1 w5 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?
; |& y5 Z( e6 m3 F/ t: z
- ]* k4 N% o+ B2 D" s- C! C<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
: y! ?( P- N* X. }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
  j! y+ b2 v4 i  \* ?  R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。
" e9 d1 Z/ O4 I0 a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。
* O' k1 k  U5 v# f: t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^_^
  i1 m# m/ ~5 Z+ a網址如下:
http://www.terasic.com.tw/cgi-bi ... goryNo=38&No=56
  S! i7 F0 F" A3 p& _" ~想design TV的人可以參考,板子規格如下:
0 B+ E3 v0 T3 YAltera Cyclone II 2C35 FPGA with 35000 LEs
Altera Serial Configuration deivices (EPCS16) for Cyclone II 2C35
+ w7 Z" u- v2 wUSB 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
512K byte(256K X16) SRAM
! D2 r( b' k0 X8 r4Mbyte Flash Memory (upgradeable to 4Mbyte)
% t& _/ w* r8 W# z. m& b( WSD Card Socket
4 Push-button switches
0 W9 r0 t3 x4 v' w+ Q6 I9 [2 Z18 DPDT switches
9 Green User LEDs
5 H9 F, F4 B( w8 g( B2 e18 Red User LEDs
16 x 2 LCD Module
50MHz Oscillator and 27MHz Oscillator for external clock sources
7 z% h2 z) l+ v1 e; w24-bit CD-Quality Audio CODEC with line-in, line-out, and microphone-in jacks
5 G9 z) d# `5 J/ R* ~0 X) R7 FVGA DAC (10-bit high-speed triple DACs) with VGA out connector
TV Decoder (NTSC/PAL) and TV in connector
10/100 Ethernet Controller with socket.
7 @. N8 f# a; {0 w# V9 N# PUSB Host/Slave Controller with USB type A and type B connectors.
& ^8 G) s* U& H6 B8 {RS-232 Transceiver and 9-pin connector
PS/2 mouse/keyboard connector
IrDA transceiver
; ^+ ?: X2 I7 e; v# p( m, m8 t0 ?Two 40-pin Expansion Headers with diode protection
9 T8 S- K- d2 ]( i/ D! nDE2 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
2 o4 A# h: \4 w9 R% G- ESize：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。
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。
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 q- j4 \' F6 l7 S: T* j7 w  n1 o就是說資料進入FPGA的方式是哪一種?
% G2 a" y" N) X2 v2 ?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
( R. Q* D2 T( i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
' i2 i  L  e# B8 O4 U8 v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
7 P/ j7 T, W. u8 l1 u4 ~; Q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
2 f+ z' q" d; ]- [4 f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
6 Y; H- d( }' F0 }( W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
  ^& V' }; ^; q2 z4 q實務作法
1.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
9 `8 j2 g6 y4 N, }' Z7 j; R4.進行演算法編寫
5.整合介面與演算法
7 g0 _8 f0 P- ?$ Y: i6.燒入FPGA
這樣才是整各流程

1 f. b5 y8 ~, T2 T  I[ 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,
( s3 M5 C1 T0 \# y9 r6 p8 @' `& n' ublock Digram如下圖:
有任何問題,我們再來討論討論^__^

kka

挖...
; m: r1 O4 k. X7 {9 m2 {$ Y+ k5 y7 |各位大大的回答都很詳細...
) Z+ B+ k$ D" k, l) a: ~/ D讓我們這些新手很受用...
5 ~! O$ u0 A5 m& G- t不知道哪邊還可以找到更多DE2的介紹呢?