Vivado HLS视频库加速Zynq-7000 All Programmable SoC OpenCV应用

《Vivado HLS视频库加速Zynq-7000 All Programmable SoC OpenCV应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、如何使用VivadoHLS视频库加速Zynq-7000AllProgrammableSoCOpenCV应用2013年9月11日©Copyright2013Xilinx.OpenCV简介开源计算机视觉(OpenCV)被广泛用于开发计算机视觉应用–包含2500多个优化的视频函数的函数库–专门针对台式机处理器和GPU进行优化–用户成千上万–无需修改即可在Zynq器件的ARM处理器上运行但是–利用OpenCV实现的高清处理经常受外部存储器的限制–存储带宽会成为性能瓶颈–存储访问会限制功耗效率ZynqAll-programmableSOC是实现嵌入式计算机视觉应用的极好方法–性能高、功

2、耗低第2页©Copyright2013Xilinx.实时计算机视觉应用计算机视觉应用实时分析功能高级驾驶员安全辅助车道或行人检测安防监视敌我识别用于工厂自动化的高速物体检测机器视觉非侵入式医疗成像技术肿瘤检测第3页©Copyright2013Xilinx.实时视频分析处理基于像素的基于帧的图像处理与特征提取特征处理与决策4Kx2KPixelbasedImageprocessingandFeatureextractionF1F2F31080p…..720p480p每像素数百次运算每特性数10000次运算800万次处理x每帧100次运算每秒处理数1000个特征=数百亿次运算=数百

3、万次运算第4页©Copyright2013Xilinx.实时视频分析的异构实现基于像素的图像处理与特征提取基于帧的特征处理与判定4Kx2KPixelbasedImageprocessingandFeatureextractionF1硬件域软件域F2(FPGA)1080p(ARM)F3…..720p480p每像素数百次运算每特性数10000次运算800万次处理x每帧100次运算每秒处理数1000个特征=数百亿次运算=数百万次运算第5页©Copyright2013Xilinx.赛灵思实时图像分析的实现：ZynqAllProgrammableSoC基于像素的图像处理与特征Frame

4、based提取FeatureprocessingandFeature基于帧的特征处理与判定processinganddecisionmaking4Kx2KPixelbasedImageprocessingandFeatureextractionF1F2F31080p…..720p480p每像素数百次运算每特性数10000次运算800万次处理x每帧100次运算每秒处理数1000个特征=数百亿次运算=数百万次运算第6页©Copyright2013Xilinx.Vivado：提高OpenCV应用的效率高清视频算法（每秒约1帧）的C语言仿真–高清视频（每小时1帧）的RTL仿真实时FP

5、GA实现方案高达60fps第7页©Copyright2013Xilinx.Zynq视频参考设计架构DDR3外部存储器DDR3处理系统DDR存储控制器双核SD卡S_AXI_HP64位硬化的外设Cortex-A9S_AXI_GP32b位AXI4SAXI4StreamIP核AXI互联AXIVDMAHDMIXylon显示HDMI视频输入HLS生成的流水线控制器使用64位高性能端口实现对外部存储器的视频访问使用32位通用端口实现控制寄存器访问使用AXI4-Stream实现的视频流第8页©Copyright2013Xilinx.以IP为中心的设计流程更快速的IP生成与集成基于C语言的IP

6、创建用户首选的系统集成环境C、C++或SystemCC函数库DSP系统生成器(SystemGenerator)•浮点math.h•定点•视频VHDL或VilVerilog以VivadoIP集成器及软件驱动IP子系统赛灵思IP第三方IPVivadoRTL集成用户IP第9页©Copyright2013Xilinx.Page10©Copyright2013Xilinx.在FPGA设计中使用OpenCV纯集成的OCOpenCVV加速的OCOpenCVV应OpenCV参考OpenCV应用应用用图像文件读取(OImagepenCV)图像文件读取实时视频输入实时视频输入(OpenCV)Op

7、enCV2AXIvideoAXIvideo2MatAXIvideo2Mat模块模块OCOpenCVV函数链OCOpenCVV函数链HLS视频库函数链的HLS视频库函数链可综合可综合的Mat2AXIvideoMat2AXIvideo图像文件写入实时视频输出AXIvideo2OpenCV(OpenCV)实时视频输出图像文件写入(OpenCV)第11页©Copyright2013Xilinx.纯OpenCV应用DDR3外部存储器图像文件读取DDR3(OpenCV)处理系统DDR存储控制器SD卡OpenCV函数