ОГЛАВЛЕНИЕ
ЦЕЛЬ 4
ЗАДАЧИ 4
ОБОРУДОВАНИЕ 5
ХОД РАБОТЫ 6
ПОЛУЧЕНИЕ ЛИЦЕНЗИИ 6
ПОДГОТОВКА ОБОРУДОВАНИЯ 8
ПОДГОТОВКА ПК 8
ПОДГОТОВКА КАМЕРЫ 9
СБОРКА КАМЕРЫ 10
ПОДКЛЮЧЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ К ПЛАТЕ XILINX ZYNQ ZC702 13
АППАРАТНАЯ ПЛАТФОРМА 15
ПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА 16
ПРОГРАММИРУЕМАЯ ЛОГИКА 16
АДРЕСНАЯ КАРТА УСТРОЙСТВ 17
СИСТЕМНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ 18
1. ТАЙМЕРЫ 18
2. ШИНЫ AXI 20
КОНФИГУРАЦИЯ ВИДЕО СИСТЕМЫ 21
1. AXI VDMA 21
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПОТОКА ОБРАБОТКИ ВИДЕО ИЗОБРАЖЕНИЯ 22
ГЕНЕРАТОР ТЕСТОВЫХ СЦЕНАРИЕВ (ГТС) 23
КОРРЕКЦИЯ БИТЫХ ПИКСЕЛЕЙ (КБП) 24
ФИЛЬТР КАНАЛА ЦВЕТНОСТИ (ФКЦ) 25
ДВИЖОК СБОРА СТАТИСТИКИ (ДСС) 27
IP-ядро движка сбора статистики используется для сбора различных статистических данных о изображении, таких как: 27
МАТРИЦА КОРРЕКЦИИ ЦВЕТА (МКЦ) 28
КОРРЕКЦИЯ ГАММЫ (КГ) 29
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВА ЦВЕТОВ (ППЦ) 30
УЛУЧШЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ (УИ) 30
ПРОЦЕСС MAIN 33
ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ ВИДЕО 34
ПРОЦЕСС УПРАВЛЕНИЯ ВЕБ-СЕССИЕЙ 36
ЗАГРУЗКА ПЛАТЫ 37
СОЗДАНИЕ БИТОВОГО ПОТОКА ДЛЯ АППАРАТНОЙ ПЛАТФОРМЫ 42
СОЗДАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ИЗ ИСХОДНОГО КОДА 43
УДАЛЕННОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ К ПЛАТЕ 45
ОТЛАДКА ПРИЛОЖЕНИЯ 47
УСТАНОВКА ТОЧЕК ОСТАНОВКИ 48
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ 49
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ (КОМАНДНАЯ СТРОКА) 49
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ (ВЕБ ИНТЕРФЕЙС) 50
ВСТРОЕННЫЕ МЕТОДЫ ФИЛЬТРАЦИИ, УЛУЧШЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ 51
НАСТРОЙКИ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ И ЭКСПОЗИЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ 51
НАСТРОЙКА КОРРЕКЦИИ БИТЫХ ПИКСЕЛЕЙ 53
НАСТРОЙКА УЛУЧШЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ 53
НАСТРОЙКИ МАТРИЦЫ КОРРЕКЦИИ ЦВЕТА 55
НАСТРОЙКА КОРРЕКЦИИ ГАММЫ 56
СТАТИСТИКА ИЗОБРАЖЕНИЯ 57
ЗАХВАТ ИЗОБРАЖЕНИЯ 58
ФИЛЬТРАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ 59
ВЫВОДЫ 61
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ИСХОДНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ 62
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ОБРАБОТАННОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ 63
ЦЕЛЬ
Используя “Zynq-7000 All Programmable SoC Video and Imagining Kit” изучить возможности фильтрации и вывода изображения с камеры VITA-2000 на FULL HD монитор.
ЗАДАЧИ
В рамках изучения встроенных методов фильтрации, выполнить следующие задачи:
Получить лицензию на использование IP core1, далее IP ядро, для обработки видео изображения
Подготовить оборудование: SD карту, ПК под управлением ОС Windows, плату Xilinx Zynq ZC702 и камеру VITA-2000
Подключить оборудование к плате
Изучить процесс запуска проекта на плате
Ознакомиться со встроенными методами фильтрации
Ознакомиться с аппаратной и программной платформами
Получить искаженное изображение и отфильтровать его с помощью веб-интерфейса, предоставленного на сайте.
Вывести отфильтрованное изображение на Full HD монитор
Оборудование
Плата Xilinx XC7Z020 ZC702
Модуль Avnet FMC-IMAGEON
Модуль камеры VITA-2000
HDMI кабель
Карта памяти SD-MMC
Адаптер питания платы 12 вольт
Компьютер под управлением Windows
Сетевой роутер(Ethernet router)
Ход работы получение лицензии
В данной работе используются проприетарные IP ядра, а именно Xilinx Video and Image Processing Pack IP cores. IP ядра представляют собой программную или аппаратную реализацию некоторого компонента системы и являются интеллектуальной собственностью компании.
При выполнения данной работы необходимо получить лицензию на использование IP ядер (данная лицензия бесплатна).
Для получения лицензии необходимо:
Посетить сайт Xilinx (необходима регистрация): http://www.xilinx.com/products/intellectual-property/ef-di-vid-img-ip-pack.html
Нажать кнопку Evaluate, расположенную в левом верхнем углу страницы и далее следовать предложенным инструкциям.
Выбрать Add Evaluation and No Change IP Cores и запросить лицензию на использование Xilinx Video and Image Processing Pack IP cores и пакетов Test Pattern Generator, RGB to YCrCb
Рис.1. Запрос лицензии
Нажать кнопку Add
Файлы лицензии будут отправлены на электронную почту, указанную при регистрации.
Подготовка оборудования подготовка пк
Для работы с веб-сервисом настройки камеры требуется сетевая карта компьютера, а также предполагается использование компьютером одной локальной сети с платой Xilinx Zynq ZC702.2 Использование полного функционала ПО подразумевает установку программ Xilinx SDK и Putty. Компьютер должен иметь IP адрес, принадлежащий одной и той же сети, что и плата Xilinx Zynq ZC702.
ПОДГОТОВКА SD-КАРТЫ
Подготовить SD карту возможно несколькими способами:
С помощью программного пакета Vivado
Вручную
В данной работе будет рассмотрен второй метод.
Для подготовки SD карты вручную необходимо использовать компьютер под управлением Windows, оборудованный устройством для чтения/записи SD карт. В первую очередь, необходимо скачать файлы для работы с видео камерой на плате Xilinx Zynq ZC702.
Данные файлы доступны по ссылке: https://secure.xilinx.com/webreg/clickthrough.do?cid=199792.
Загруженные бинарные файлы будут доступны по следующему пути: ..\zc-702-zvic-camera\binaries\sd-content. Для корректной работы программы необходимо прописать в файле config_my_ip.sh IP-адрес сети.3
Необходимо заметить, что плата ZC702 работает только с протоколом TCP/IPv4, а также то, что SD карта должна быть отформатирована (FAT32). После форматирования все файлы из папки ..\zc-702-zvic-camera\binaries\sd-content должны быть скопированы на SD карту.
Подготовка камеры
В комплект поставки камеры входят:
Рис. 2. Комплект поставки
ИК фильтр 2. Линзы 3. Модуль VITA-2000
4. Тренога 5. Кабель LCEDI 6. Плата Avnet FMC-IMAGEON
Сборка камеры
Для сборки камеры необходимо
Снять оба защитных колпачки с линз (деталь 2).
Присоединить фильтр ИК – частот (деталь 1) к линзам. Фильтр прикручивается.
Рис. 3. Комплект поставки с собранным объективом
Прикрутить линзы, с установленным фильтром, к модулю VITA-2000(деталь 3).
Прикрутить треногу к модулю VITA-2000 (деталь 4).
Рис. 4. Собранная камера
ПОДКЛЮЧЕНИЕ КАМЕРЫ К ПЛАТЕ AVNET FMC-IMAGEON
Для подключения камеры к плате Avnet FMC-IMAGEON требуется:
Присоединить кабель LCEDI (деталь 5) к разъёму, расположенному на задней панели модуля VITA-2000. Кабель LCEDI имеет одинаковые разъёмы с обеих сторон).
Присоединить второй конец кабеля LCEDI к плате FMC-IMAGEON(деталь 6)
Рис. 5. Плата, подключенная к камере