- •Оборудование
- •Ход работы получение лицензии
- •Подготовка оборудования подготовка пк
- •Подготовка камеры
- •Сборка камеры
- •Подключение оборудования к плате xilinx zynq zc702
- •Аппаратная платформа
- •Процессорная система
- •Шины axi
- •Конфигурация видео системы
- •Детальное описание потока обработки видео изображения
- •Генератор тестовых сценариев (гтс)
- •Коррекция битых пикселей (кбп)
- •Фильтр канала цветности (фкц)
- •Движок сбора статистики (дсс)
- •Матрица коррекции цвета (мкц)
- •Коррекция гаммы (кг)
- •Преобразование пространства цветов (ппц)
- •Улучшение изображения (уи)
- •Процесс main
- •Процесс обработки видео
- •Процесс управления веб-сессией
- •Загрузка платы
- •Создание битового потока для аппаратной платформы
- •Создание приложения из исходного кода
- •Удаленное подключение к плате
- •Отладка приложения
- •Установка точек остановки
- •Программное обеспечение для обработки изображения
- •Программное обеспечение для обработки изображения (командная строка)
- •Программное обеспечение для обработки изображения (веб интерфейс)
- •Встроенные методы фильтрации, улучшения изображения настройки коэффициента усиления и экспозиции изображения
- •Настройка коррекции битых пикселей
- •Настройка улучшения изображения
- •Настройки матрицы коррекции цвета
- •Настройка коррекции гаммы
- •Статистика изображения
- •Захват изображения
- •Фильтрация изображения
- •Приложение 1 исходное изображение приложение 2 обработанное изображение
Коррекция битых пикселей (кбп)
Коррекция битых пикселей, далее КБП, – первый из IP-ядер отвечающий за обработку видео.
Рис. 11. Расположение КБП на потоке обработки видео
Это IP-ядро отвечает за коррекцию битых пикселей как показано на изображении:
Рис. 12. Коррекция битых пикселей
КБП способен обработать до 124,4 Мп/сек (1080 строк x 1920 столбцов x 60 кадров / секунду).
Фильтр канала цветности (фкц)
Фильтр канала цветности, далее ФКЦ, второе IP-ядро отвечающее за обработку видео.
Рис. 13. Расположение ФКЦ на потоке обработки видео
Наиболее распространенным и эффективным методом цветовой фильтрации является метод (фильтр) Байера.
Фильтр Байера — двумерный массив цветных фильтров, которыми накрыты фотодиоды фото матрицы. Используется для получения цветного изображения в матрицах цифровых фотоаппаратов, видеокамер и сканеров, как показано на рисунке.
Рис. 14. Фильтр Байера
При таком расположении цветовых фильтров каждый пиксель захватывает только один из трех основных цветов. ФКЦ в свою очередь восстанавливает цвет изображения, основываясь на цвете расположенных рядом пикселей.
ФКЦ в состоянии работать с любой из возможных фаз фильтра Байера:
Рис. 15. Фазы фильтра Байера
Фаза фильтра Байера определяется следующим образом: сначала определяется на какой из линий (красно-зеленой, сине-зеленой) находится нулевой пиксель, затем определяется является ли нулевой пиксель зеленым. Информация о фазе передается с помощью двух бит.
Движок сбора статистики (дсс)
Рис. 16. Расположение ДСС на потоке обработки видео
IP-ядро движка сбора статистики используется для сбора различных статистических данных о изображении, таких как:
гистограммы интенсивности
гистограммы цветов
Рис. 17. Гистограммы цветов
Матрица коррекции цвета (мкц)
Рис. 18. Расположение МКЦ на потоке обработки видео
IP - ядро матрицы коррекции цвета отвечает за различные виды коррекции цвета: баланс белого, яркость, контраст, насыщенность.
Человеческий глаз и электронные устройства воспринимают цвета по-разному, поэтому цвет изображения, полученный с электронного устройства будет отличаться о наблюдаемого человеческим взглядом.
Матрица коррекции цвета умножает каждый из трех каналов полученных с камеры на определенные коэффициенты, с целью придания цветам изображения наибольшего реализма.
Рис. 19. Примеры коррекции цвета
Коррекция гаммы (кг)
Рис. 20. Расположение КГ на потоке обработки видео
IP-ядро коррекции гаммы используется для создания таблиц.
Данные таблицы используются для преобразования линейного спектра RGB изображения окружающей среды, в нелинейные характеристики дисплея. В лучшем случае гамма коррекция выглядит следующим образом:
,
где значения
На рисунке приведен пример коррекции гаммы:
Рис. 21. Пример коррекции гаммы
Преобразование пространства цветов (ппц)
Рис. 22. Расположение ППЦ на потоке обработки видео
IP-ядро преобразования пространства цветов используется для перевода изображения из пространства цветов RGB в пространство цветов YCrCb.
