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  • FPGA图像处理

    2021-01-05 14:45:18
    #FPGA图像处理入门–第一期# 第一课:FPGA图像处理入门介绍一 https://v.qq.com/x/page/c3218jy3rv6.html 第二课:vga时序的讲解和仿真演示 https://v.qq.com/x/page/f3218k36jv9.html 第三课:FPGA实现VGA彩条的...

    #FPGA图像处理入门–第一期#
    第一课:FPGA图像处理入门介绍一
    https://v.qq.com/x/page/c3218jy3rv6.html
    第二课:vga时序的讲解和仿真演示
    https://v.qq.com/x/page/f3218k36jv9.html
    第三课:FPGA实现VGA彩条的显示
    https://v.qq.com/x/page/e3218t053n7.html
    第四课:FPGA实现VGA的字符显示
    https://v.qq.com/x/page/x3218vpascq.html
    第五课:HDMI输入输出的实现
    https://v.qq.com/x/page/y32183wumvr.html
    第六课:RGB转灰度图像
    https://v.qq.com/x/page/c3218ovj87d.html
    第七课:灰度图像翻转
    https://v.qq.com/x/page/a32181jedhx.html
    第八课:灰度图像二值化
    https://v.qq.com/x/page/a3218csc5ju.html
    第九课:FPGA实现浮雕效果
    https://v.qq.com/x/page/w3218ug4zsf.html
    第十课:几何裁剪
    https://v.qq.com/x/page/l32181us5sb.html
    第十一课:几何平移
    第十二课:linebuffer的设计
    https://v.qq.com/x/page/t3218cr9eol.html
    第十三课:均值滤波的实现
    https://v.qq.com/x/page/y32189xm3xr.html
    第十四课:sobel边缘检测的实现
    https://v.qq.com/x/page/r32188m3y2n.html

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  • fpga图像处理

    2017-09-06 21:17:14
    开始学习FPGA图像处理
    参考 http://blog.csdn.net/lvyanming/article/details/47166707
    
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  • FPGA图像处理入门课程开始啦!!!本课程以入门FPGA图像处理为主,包括视频讲解,modelsim仿真和MATLAB的相关验证。课程内容以以下图片为主,大家可以留言补充。第一次录制,本人水平有限,讲的不到位的地方请大家...

    FPGA图像处理入门课程开始啦!!!

    本课程以入门FPGA图像处理为主,包括视频讲解,modelsim仿真和MATLAB的相关验证。

    课程内容以以下图片为主,大家可以留言补充。

    第一次录制,本人水平有限,讲的不到位的地方请大家留言指正。

    69ac44cd108c7887051563551e49af31.png

    #FPGA图像处理入门#

    第一课:FPGA图像处理入门介绍

    fpga图像处理入门介绍一_腾讯视频v.qq.com
    4c3733caf94e52867c1f999dff56aded.png

    第二课:vga时序的讲解和仿真演示

    vga时序仿真实验二_腾讯视频v.qq.com
    4c3733caf94e52867c1f999dff56aded.png

    第三课:FPGA实现VGA彩条的显示

    fpga实现color bar三_腾讯视频v.qq.com
    4c3733caf94e52867c1f999dff56aded.png

    第四课:FPGA实现VGA的字符显示

    FPGA实现VGA显示字符四_腾讯视频v.qq.com
    4c3733caf94e52867c1f999dff56aded.png

    第五课:HDMI输入输出的实现

    FPGA实现HDMI的输入输出五_腾讯视频v.qq.com
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    第六课:RGB转灰度图像

    FPGA实现彩色变黑白六_腾讯视频v.qq.com
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    第七课:灰度图像翻转

    灰度图像翻转七_腾讯视频v.qq.com
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    第八课:灰度图像二值化

    FPFA实现灰度图像二值化八_腾讯视频v.qq.com
    4c3733caf94e52867c1f999dff56aded.png

    第九课:FPGA实现浮雕效果

    第十课:几何裁剪

    第十一课:几何平移

    第十二课:linebuffer的设计

    第十三课:均值滤波的实现

    第十二课:sobel边缘检测的实现

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    FPGA图像处理识别包括三个内容:

    1,数字识别

    2,字符识别

    3,车牌识别

    其中串口和数码管为显示使用。

    第一课:FPGA驱动数码管的显示

    第二课:FPGA实现串口的收发

    第三课:数字识别原理介绍

    第四课:水平垂直投影的实现

    第五课:fpga实现单个数字的识别

    第六课:fpga实现多个数字识别

    第七课:字符识别的仿真讲解

    第八课:字符识别的匹配模板训练

    第九课:fpga实现字符识别

    第十课:fpga实现车牌识别中的问题

    第十一课:fpga实现车牌识别

    欢迎大家加入知识星球:FPGA自习学院

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  • FPGA 图像处理

    2013-05-29 15:23:48
    非常时候初学者用FPGA 实现图像处,一篇值得一看的毕业设计
  • 国庆躺尸看了点儿简单的FPGA图像处理,发现在FPGA图像处理中矩阵提取是个有趣的东东,本文仅限个人DIY,是否具有工程价值不做论述,权当一乐。 无处不在的line buffer闲暇逛知乎,发现在FPGA图像处理中,凡事...
    06a618711b0c86f55d921fcf22b272d5.png

        对于图像处理的知识,个人仅限于研究生时上过的数字图像处理课程,而对于FPGA的数字图像处理,一直仅限于略(yan)有(gao)耳(shou)闻(di)。国庆躺尸看了点儿简单的FPGA图像处理,发现在FPGA图像处理中矩阵提取是个有趣的东东,本文仅限个人DIY,是否具有工程价值不做论述,权当一乐。

    875e92f4039c28e2b596f3a6161f0003.png21975fa25b0c0a19ffb2e3b376af6174.png

    无处不在的line buffer

    13b97fc61d6428fa236480b981ee2931.png

        闲暇逛知乎,发现在FPGA图像处理中,凡事牵涉到矩阵运算的算法里面基本都有line buffer的身影,而line buffer往往采用Xilinx的Ram-based Shift Register或者Altrea的Shift Register来实现:

    948ddea70c21d204c30d09828338bdd9.png

        嗯,简单明了,似乎没什么难的,随后翻了翻两个厂商的IP,发现有点儿别扭:

        1、我把数据从IP的din灌入进去了,但输出数据什么时候有效没告诉我啊,虽然仿真时可以看到数据有效时的状态但设计里你还要我手动去控制判断什么时候是有效输出是不是有点儿过分了?……

        2、当年老师也讲过在进行矩阵处理时对于边缘像素提取矩阵时往往需要填充像素。软件里感觉还好但FPGA里实时地你要我补像素貌似有点儿麻烦哎?……

       也许个人太懒了吧,这种事情做起来都不复杂,但要在RTL里做这些我还是有点儿拒绝的。另辟蹊径,借助SpinalHDL里方便的电路描述符方式,魔改实现一个IP:

        1、串行输入像素,带Valid指示,输入前无需用户进行边缘像素填充。

        2、输出nxn矩阵用于做图像处理,输出数据有效带Valid标签。

        对于3x3矩阵,用户调用的RTL接口列表将会如下所示(起名有点儿随意?):

    module bufWindow (  input               dataIn_valid,  input      [15:0]   dataIn_payload,  output              dataOut_valid,  output     [15:0]   dataOut_payload_0_0,  output     [15:0]   dataOut_payload_0_1,  output     [15:0]   dataOut_payload_0_2,  output     [15:0]   dataOut_payload_1_0,  output     [15:0]   dataOut_payload_1_1,  output     [15:0]   dataOut_payload_1_2,  output     [15:0]   dataOut_payload_2_0,  output     [15:0]   dataOut_payload_2_1,  output     [15:0]   dataOut_payload_2_2,  input               clk,  input               reset);endmodule
    21975fa25b0c0a19ffb2e3b376af6174.png

    line buffer实现

    13b97fc61d6428fa236480b981ee2931.png

        首先要实现的是行缓冲器,说白了就是一连串移位寄存器,这里使用了SpinalHDL里提供的Histroy工具,它的定义是:

    1588eac232763adebcb4f597c41d6241.png

        天然的实现行缓冲器的有效工具啊!!!几行代码就可以实现一个多抽头行缓冲器:

    val sram=History(io.dataIn.payload,cfg.lineDepth*cfg.lineNum+1,init=U(0,cfg.dataWidth bits))for(index 0   io.dataOut.payload(index):=sram.vec((index+1)*cfg.lineDepth)}
        这里有一点需要注意的是History最后一个元素是延迟了length-1拍结果,故这里length为缓冲的像素数+1。    同时为了实现对边缘像素的处理,避免填补像素,在对外给输出Valid信号时需数据在到达缓存像素个数中间时给出有效标志(在矩阵处理时待处理像素都是在矩阵中间),同样需要借助一个缓冲器缓冲Valid标签:
    val validRam=History(io.dataIn.valid,(cfg.lineNum+1)*cfg.lineDepth/2+1,init=False)
        至此行缓冲器的整体结构便有了(几行代码的事情)。21975fa25b0c0a19ffb2e3b376af6174.png

    bufWindow实现

    13b97fc61d6428fa236480b981ee2931.png    有了line buffer的实现,bufWindow的实现就水到渠成了,line buffer按序输出了n行待处理的元素,接下来在bufWIndow里通过寄存器缓存实现矩阵窗口及数据有效标志位处理即可。    针对矩阵窗口的实现,由于line buffer输出已缓存的一排排数据,故在bufWidnow里只需再缓存nx(n-1)个元素即可,不多说,移位寄存(也可调整元素顺序,使得可算法描述里一一对应)~    而数据有效位的处理,则需对line buffer输出延迟(n+1)/2-1拍即可。
    val windowValid=History(lineBuffers.io.dataOut.valid,(cfg.lineNum+1)/2,init=False)io.dataOut.valid:=windowValid.vec.last
    21975fa25b0c0a19ffb2e3b376af6174.png

    实现结果

    13b97fc61d6428fa236480b981ee2931.png     对于行宽为3,行数为3,提取3x3矩阵仿真结果为(按行输入元素从左到右依次填充1,2,3……25) :
    buffer window 10  0  00  1  20  4  5buffer window 20  0  01  2  34  5  6buffer window 30  0  12  3  45  6  7buffer window 40  1  23  4  56  7  8buffer window 51  2  34  5  67  8  9buffer window 62  3  45  6  78  9  0buffer window 73  4  56  7  89  0  0buffer window 84  5  67  8  90  0  0buffer window 95  6  78  9  00  0  0
          对于行宽为5,行数为5,提取5x5矩阵仿真结果为(按行输入元素从左到右依次填充1,2,3……25) :
    buffer window 10  0  0  0  00  0  0  0  00  0  1  2  30  0  6  7  80  0  11  12  13buffer window 20  0  0  0  00  0  0  0  00  1  2  3  40  6  7  8  90  11  12  13  14buffer window 30  0  0  0  00  0  0  0  01  2  3  4  56  7  8  9  1011  12  13  14  15buffer window 40  0  0  0  00  0  0  0  12  3  4  5  67  8  9  10  1112  13  14  15  16buffer window 50  0  0  0  00  0  0  1  23  4  5  6  78  9  10  11  1213  14  15  16  17buffer window 60  0  0  0  00  0  1  2  34  5  6  7  89  10  11  12  1314  15  16  17  18buffer window 70  0  0  0  00  1  2  3  45  6  7  8  910  11  12  13  1415  16  17  18  19buffer window 80  0  0  0  01  2  3  4  56  7  8  9  1011  12  13  14  1516  17  18  19  20buffer window 90  0  0  0  12  3  4  5  67  8  9  10  1112  13  14  15  1617  18  19  20  21buffer window 100  0  0  1  23  4  5  6  78  9  10  11  1213  14  15  16  1718  19  20  21  22buffer window 110  0  1  2  34  5  6  7  89  10  11  12  1314  15  16  17  1819  20  21  22  23buffer window 120  1  2  3  45  6  7  8  910  11  12  13  1415  16  17  18  1920  21  22  23  24buffer window 131  2  3  4  56  7  8  9  1011  12  13  14  1516  17  18  19  2021  22  23  24  25buffer window 142  3  4  5  67  8  9  10  1112  13  14  15  1617  18  19  20  2122  23  24  25  0buffer window 153  4  5  6  78  9  10  11  1213  14  15  16  1718  19  20  21  2223  24  25  0  0buffer window 164  5  6  7  89  10  11  12  1314  15  16  17  1819  20  21  22  2324  25  0  0  0buffer window 175  6  7  8  910  11  12  13  1415  16  17  18  1920  21  22  23  2425  0  0  0  0buffer window 186  7  8  9  1011  12  13  14  1516  17  18  19  2021  22  23  24  250  0  0  0  0buffer window 197  8  9  10  1112  13  14  15  1617  18  19  20  2122  23  24  25  00  0  0  0  0buffer window 208  9  10  11  1213  14  15  16  1718  19  20  21  2223  24  25  0  00  0  0  0  0buffer window 219  10  11  12  1314  15  16  17  1819  20  21  22  2324  25  0  0  00  0  0  0  0buffer window 2210  11  12  13  1415  16  17  18  1920  21  22  23  2425  0  0  0  00  0  0  0  0buffer window 2311  12  13  14  1516  17  18  19  2021  22  23  24  250  0  0  0  00  0  0  0  0buffer window 2412  13  14  15  1617  18  19  20  2122  23  24  25  00  0  0  0  00  0  0  0  0buffer window 2513  14  15  16  1718  19  20  21  2223  24  25  0  00  0  0  0  00  0  0  0  0

        可以看到,bufWindow能够为每个元素提取相应的矩阵,不过在处理边缘像素时填充的元素不一定全为0,部分为其它边缘像素值,若在工程中这点可接收那么在处理时将减少很多工作量了~

        当然只是DIY,这里矩阵大小n只支持奇数。

    47566b2fb50dd4c737807929d353aa04.png

           国庆假期要结束了,又要开启搬砖生涯了。想要源代码或者生成的RTL代码的小伙伴可私信我 。

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空空如也

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fpga图像处理