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FPGA图像处理之行缓存(linebuffer)的设计一

2023-08-24 14:41
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FPGA图像处理之行缓存(linebuffer)的设计一


背景知识


    在FPGA数字图像处理中,行缓存的使用非常频繁,例如我们需要图像矩阵操作的时候就需要进行缓存,例如图像的均值滤波,中值滤波,高斯滤波以及sobel边缘查找等都需要行缓存设计。这里的重要性就不在赘述。


FPGA实现

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图1 行缓存菊花链结构

    如图1所示,我们要设计n行同时输出,就串联n行。Line_buffer的大小设置由图像显示行的大小(图像宽度)决定。例如480*272 (480)。


intel shift register


设计源码:

  

294bd48fd6ad03829e18a3501c1cf4.jpg


Line3 IP设置:

2368fd64a90c54629dccbc91b56e30.png

 

图2 shift register IP

 

89a3acd72d4e414672c5088351f088.jpg


图3 参数设置

如图2,3所示,我们需要设计3x3的矩阵数据,就要同时流出三行的数据参数如图3所示设置。


仿真顶层:

 

2056b7e352e456f6b784021238298d.jpg

3f71e1b49a1426604e945bf730c440.jpg


 

仿真结果:

 

173926e646be448325dc0ca5c20f00.png


图4  整体效果

 

696ec2fe01785935209edc9b993a1c.png


图5 一行数据

 

1c1e4e6c267794d4e9f3d29e5a0ecc.png


图6 两行数据

 

c1a61a4b644f21744ff6b05f219699.jpg


图7 三行数据

如图7所示,当三行数据全出来时,我们数据全部对齐,说明设计正确。


xilinx shift register


源码:

 

fbc01b71eedc175d244f6a8f924957.png


IP设置:

 

5395ca6cb91d23242ac6d0c3147a21.jpg


图8 IP设置参数

20377e83487ac097cf804e48223338.png

 

图9 Hierarchy


仿真顶层:

 

8ea2da9729d2ef2281f35db1f5165e.png

d100d925e57224a0700e028623ca4b.png


 

仿真结果:

 

79143e023e4c849a61070b58e5ce71.jpg


图10 仿真整体效果

 

df8fea17bd8ed68b1f7c34ba270d9b.jpg


图11 三行数据同时对齐输出

    至此我们完成了xilinx 和altera 的IP设计行缓存,但是此方法在某种情况下不够灵活,所以下节我们将推出fifo设计行缓存。


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