FPGA视觉从入门到放弃——灰度直方图提取

FPGA视觉从入门到放弃——灰度直方图提取

一．贴士

1.系统寄存器sysreg0相同的1位线：collect_enable,FPGA_A_DSP_B,DSP_reset_FPGA；
2.系统寄存器相同的16位线：pix_num_threshold,crmaxmin,cbmaxmin。
3.连接系统寄存器的线通常用于设置参数，这里用于设置矩形框的位置。
 

二．FPGA代码分析——直方图提取

 

1.直方图提取相比高斯滤波在Camera_AB.v中的区别

 
除了系统寄存器相同的线，包括10位线upper_border,lower_border,left_border和right_border。
高斯滤波中只有save_Y模块，保存360*288大小的图像；直方图提取顺便包括save_Cb模块和save_Cr模块，保存相同大小的图像。
 
添加17位线ram_read_data和ram_write_data。
添加1位线ram_write_enable。
添加8位线ram_addr。
 
问题：SRAM有8个数据位，对应ram_addr才对；每个SRAM有512K=2^17的容量，每个字节数据应该对应1个地址，所以17位地址线对应ram_read_data和ram_write_data。从变量名上看，地址和数据的变量定义应该互换来避免歧义。

RAM_17bits_256depth模块存储灰度像素的直方图。

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computer_histogram模块产生灰度像素直方图。
SAVEADDR_hist_lower_9bits(19h'20000)和SAVEADDR_hist_upper_9bits(19h'20100)的类型为parameter，小白我直接把该类型理解为常数项。两者间隔0x100，说明像素计数值的低9位和高9位的地址范围为0-255(2^8)，即 共有256个像素值索引。
 
问题：DCFIFO_512depth怎么创建的？
应该是Quartus软件自带的megafunction（菜单tools=>MegaWizard Plugin Manager）中创建的。
 
write_to_FIFO_flag为开始写入FIFO的标志位，该位有效时，tempo（2位寄存器）置1。
tempo为0时，ram_addr_count的低8位给ram_addr，ram_addr_count加1。
tempo为3时，如果ram_addr为255时，停止写入FIFO。
 

问题：ram_rad_data高8位赋值给hist_upper_9bits是什么语法？

hist_lower_9bits选择ram_read_data的低9位，而ram_read_data为17位线，所以hist_upper_9bits的最高位要补0。
 
tempo为3时，wrfull_hist_lower_9bits和wrfull_hist_upper_9bits（1位线）始终保持为1。
Y_flag_1c为Y_flag前1个时刻的状态，Y_flag_2c为Y_flag前2个时刻的状态；同理，VPO_Y_1c为VPO_in前1个时刻的灰度图像，VPO_Y_2c为VPO_in前2个时刻的图像。
 
Y_flag为1时，引入新的灰度像素点。如果row和col表示当前像素的横坐标和纵坐标。
 
Y_flag_1c为1时，row_x和row_y为上1个像素点的横坐标和纵坐标row和col。如果写入SRAM标志位write_to_ram_flag为1时，先清0该标志位，并使能写入SRAM标志位ram_write_enable， ram_write_data为ram_read_data加1。
 
Y_flag_2c为1时，失能写入SRAM标志位。如果上上1个像素的横纵坐标在矩形框内，则把VPO_Y_2c赋给ram_addr，使能写入SRAM标志位。如果在矩形框外，ram_addr清0，失能写入SRAM标志位。
 
本质上应该是 分3条流水线，把VPO_Y赋值给ram_addr。ram_addr为灰度直方图的整数像素索引（0-255），ram_write_data为像素的统计值。
 
问题：ram_write_data真的是像素统计值么？
ram_write_data是computer_histogram模块的 17位寄存器输出（360*288=103680<131072=2^17）。ram_write_data以RAM_17bits_256depth模块为输入写进SRAM。这个RAM_17bits_256depth模块数据是双向传输的，因为没有其它地方读数据到ram_read_data。
 
DCFIFO_512depth模块用于对SRAM读写hist_lower_9bits和hist_upper_9bits(?)。
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三．DSP代码分析——直方图提取

 

1.get_360x288_gray_image()

 
从capYbuffer为开头的地址读取灰度图像Y_data。
 

2.get_histogram()

 
HISTOGRAM_LOWER_9BITS_ADDR为0xA0040000，FPGA_addr2暂存低9位直方图值的地址，每个值占16位。
HISTOGRAM_UPPER_9BITS_ADDR为0xA0040200，FPGA_addr2同样暂存，拼接出第i个像素值的完整17位计数值histogram[i]。
 

3.set_borders()

 
UPPER_BORDER_ADDR为0xB000006A；LOWER_BORDER_ADDR为0xB000006C；LEFT_BORDER_ADDR为0xB000006E；RIGHT_BORDER_ADDR为0xB0000070。
边界数据应该是16位的，占2个字节。
 
upper_bound,lower_bound,left_bound和right_bound用于设置边界的值给FPGA。然后draw_line()填充Y_data的边界框，再把图像发给主机。

四．主机与DSP通信——直方图提取

 
发送边界参数：500xFF upper_bound lower_bound left_bound right_bound。

五．实验结果

 
左图为原灰度图像和所选矩形框，右图为矩形框中的灰度直方图。

 

忘记修改FPGA引脚的结果

 
修改引脚后的结果