FPGA视频图像处理领域
视频图像处理是多媒体领域中的热门技术,因为视频图像处理的数据量越来越大。基于这些大量的数据,可分为视频编解码和目标识别两大类。1.1 视频编解码
从信道容量的角度考虑数据的传输带宽,如何压缩图像,采用什么样的算法这已经相对成熟了。目前正在用的视频编解码器可达数百种,但常用的还是少数的几种。
MPEG-2
比如很老但还在使用的MPEG-2,主要在广播信号和DVD电影的编码,但随着高清DVD逐渐采用VC-1和H.264标准进行编码,MPEG-2将会逐渐退出。
MPEG-4
相比MPEG-2,其能够以更低的速率传送视频却能保持相同的图像质量。它引入了描述 自然的或合成的 对象等新概念来构成场景,并支持与用户交互,给视频节目制作商提供了改进的内容保护功能 和创建更加灵活、可复制内容的能力。 这些优点,使得其在卫星视频传送中得到应用
H.264
它其实是MPEG-4中的第十部分,主要以其高数据压缩率和质量走红。
还有一些JPEG等算法。
1.2 目标识别
目标识别主要是用来提取相关信息,比如图像边缘提取,同时结合一些人工智能等方面的知识,相对来讲还是处在一个快速发展阶段,也是图像处理研究的前沿内容。特别是移动目标检测与跟踪技术,在机器人视觉、交通检测、机器导航等民用领域有着广泛的应用,同时在火力拦截、导弹电视和红外视频制导等军用方面也发挥着重要作用。
可识别的视频行为包括:突然入侵、移动物体、运动路径、遗留物体、指向接近、移走物体六大类检测。试想,动车上应该也有这个视频检测技术,车头应该有检测多少范围内前方是否有车,当然这肯定不是视野范围内的,采用雷达或者其他测试手段,但是肯定有视频图像传输与识别制导系统。原因在这不探讨,但是既然发生这样撞尾事件,我们视频检测制导还是很有我们需要提高的,去努力的方向。
有人会说,不是有专门的视频处理的 DSP 器件么,DSP 书上说它做这个,FPGA 也说做这个,到底是哪个做这个?似乎有自夸自的嫌疑。对传统上是采用 DSP 处理,只是我们列出的这些算法和应用对计算性能的要求已远远超出了传统 DSP 处理器的能力,即使采用高端的 DSP 处理器,如果将 DSP 单做这部分的话完全可以,只是在应用中,DSP 做的事情比较多,这个时候,FPGA 就可以用做协处理器来承担性能关键的处理工作。与标准 DSP处理器相比,FPGA 构造的并行计算特性可支持更高的采样速率和更大的数据吞吐能力,同时计算功效也更高。
1.3 图像处理支持资源
(1)相关 IP 核
Xilinx 和 ALTERA 都提供了视频 IP 核组,以供视频监控系统中快速设计、仿真、实现和验证视频和图像处理算法,其中包括设计用的基本基元和高级算法。
CCM、CFA插值、DPC :
Gamma Corrction
等等大量的IP资源。 FPGA视频图像处理领域 FPGA视频图像处理领域 FPGA视频图像处理领域
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