FPGA图像处理开发流程

FPGA图像处理开发流程

在掌握FPGA基本知识以及数字图像处理基础之后，还需要准备的硬件有一块FPGA开发板(含有显示接口，摄像头接口)、一个入门级的摄像头(0v7725)以及一个液晶显示屏,在正式开启FPGA图像处理开发之旅之前，务必要使用FPGA驱动摄像头视频显示，同时要掌握摄像头驱动和液晶屏驱动接口和时序，最重要就是要能够进行视频流Modesim仿真。一个常规的FPGA图像处理开发流程是由需求分析及问题描述、软件算法设计及验证、硬件平台设计、FPGA映射以及仿真验证几部分组成。

一、需求分析及问题描述

1.1 系统的功能。也就是你要做什么，需要一个详细的图像处理后的预期结果说明。

1.2 系统的性能。完成这个系统的指标是什么，对于实时的图像处理来说。系统所允许的最大延时以及需要每秒所处理的帧数是比较关键的两个指标。同时比如采用的摄像头的分辨率、焦距等指标，还有车牌识别的识别率要求等。

1.3系统的工作环境。图像处理受光照的影响因素很大，因此考虑系统的工作环境对后期算法的选择极其重要。还需要考虑要契合所工作的机械位置，对板子形状体积等影响。

二、软件算法设计及其验证

在进行FPGA图像开发之前，首要做的就是软件算法设计及其验证，其中软件算法复杂性会对，硬件的架构，硬件的选型以及资源的消耗。因此做FPGA图像开发不直接在FPGA上做，因为后期的编译，调试将会花费很长时间。

在拿到需求之后，我们一般首先要做的就是使用Matlab/opncnv软件算法验证，不断的调试仿真，选取一个最优的方案;然后尝试将串行的软件算法以及软件封装的函数，改写成适合FPGA处理的形式，在进行进一步仿真验证。其中最重要的一点就是精度问题，因为FPGA不善于处理浮点运算，因此要考虑浮点到定点的转化，这样做，当然会带来精度的丢失，因此需要评估精度对系统的影响，在满足要求范围内，进而来确定FPGA中定点转换的位数。举一个例子：