FC2カウンター FPGAの部屋 2017年09月07日

FPGAやCPLDの話題やFPGA用のツールの話題などです。 マニアックです。 日記も書きます。

FPGAの部屋

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Vivado HLS で画像のサイズを縮小して白黒変換2(resize_gray)

Vivado HLS で画像のサイズを縮小して白黒変換(resize_gray)”を少し修正した。resize_grey はOpenCV やHLS ビデオライブラリを使用して画像をリサイズして白黒変換するのだが、その色のビット・フィールドのアサインはBGR になっている。現在の自作カメラ・インターフェイス IP などのハードウェアの色ビットの割り当てはRGB になっているので、色のビット・フィールドを入れ替える必要がある。そのため、resize_gray の色ビット・フィールドをRGB に入れ替えようと思う。

新しい resize_gray.cpp を貼っておく。

// resize_gray.cpp
// 2017/08/31 by marsee
// 2017/09/06 : BRG to RGB
//

#include "resize_gray.h"

int resize_gray(AXI_STREAM& ins, AXI_STREAM& outs){
#pragma HLS INTERFACE axis register both port=outs
#pragma HLS INTERFACE axis register both port=ins
#pragma HLS DATAFLOW
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return

    RGB_IMAGE org_img(600800);
    GRAY_IMAGE org_img_g(600800);
    GRAY_IMAGE resize_img_g(4560);
    RGB_IMAGE resize_img(4560);

    hls::AXIvideo2Mat(ins, org_img);
    hls::CvtColor<HLS_RGB2GRAY>(org_img, org_img_g);
    hls::Resize(org_img_g, resize_img_g);
    hls::CvtColor<HLS_GRAY2RGB>(resize_img_g, resize_img);
    hls::Mat2AXIvideo(resize_img, outs);

    return(0);
}


次に、resize_gray_tb.cpp を貼っておく。

// resize_gray_tb.cpp
// 2017/08/31 by marsee
// 2017/09/06 : BRG to RGB
//

#include <iostream>
#include "hls_opencv.h"
#include "resize_gray.h"

using namespace cv;

#define INPUT_IMAGE        "straight0.bmp"
#define OUTPUT_IMAGE    "test_straight0.bmp"
#define OUTPUT_IMAGE_CV    "test_straight0_cv.bmp"

void resize_gray(AXI_STREAM& ins, AXI_STREAM& outs);
void opencv_resize_gray(Mat& src, Mat& dst);

int main (int argc, char** argv) {
    // OpenCV で 画像を読み込む
    Mat src = imread(INPUT_IMAGE);
    AXI_STREAM src_axi, dst_axi;

    // BGR から RGBへ変換
    Mat src_rgb;
    cvtColor(src, src_rgb, CV_BGR2RGB);

    // Mat フォーマットから AXI4 Stream へ変換
    cvMat2AXIvideo(src_rgb, src_axi);

    // resize_gray() 関数をコール
    resize_gray(src_axi, dst_axi);

    // AXI4 Stream から Mat フォーマットへ変換
    // dst は宣言時にサイズとカラー・フォーマットを定義する必要がある
    Mat dst_rgb(4560, CV_8UC3);
    AXIvideo2cvMat(dst_axi, dst_rgb);
    Mat dst;
    cvtColor(dst_rgb, dst, CV_RGB2BGR);

    // Mat フォーマットからファイルに書き込み
    imwrite(OUTPUT_IMAGE, dst);

    // opencv_resize_gray() をコール
    Mat dst_cv(4560, CV_8UC3);
    opencv_resize_gray(src, dst_cv);
    imwrite(OUTPUT_IMAGE_CV, dst_cv);

    // dst と dst_cv が同じ画像かどうか?比較する
    for (int y=0; y<45; y++){
        Vec3b* dst_ptr = dst.ptr<Vec3b>(y);
        Vec3b* dst_cv_ptr = dst_cv.ptr<Vec3b>(y);
        for (int x=0; x<60; x++){
            Vec3b dst_bgr = dst_ptr[x];
            Vec3b dst_cv_bgr = dst_cv_ptr[x];

            // bgr のどれかが間違っていたらエラー
            if (std::pow(dst_bgr[0]-dst_cv_bgr[0], 2.0) > 1 || std::pow(dst_bgr[1]-dst_cv_bgr[1], 2.0) > 1
                    || std::pow(dst_bgr[2]-dst_cv_bgr[2], 2.0) > 1){
                printf("x = %d, y = %d,  Error dst=%d,%d,%d dst_cv=%d,%d,%d\n", x, y,
                        dst_bgr[0], dst_bgr[1], dst_bgr[0], dst_cv_bgr[0], dst_cv_bgr[1], dst_cv_bgr[2]);
                //return 1;
            }
        }
    }
    printf("Test with 0 errors.\n");

    return 0;
}

void opencv_resize_gray(Mat& src, Mat& dst){
    Mat gray(src.rows, src.cols, CV_8UC1);
    Mat img0g(4560, CV_8UC1);

    cvtColor(src, gray, CV_BGR2GRAY);
    resize(gray, img0g, img0g.size(), 00, INTER_LINEAR);
    cvtColor(img0g, dst, CV_GRAY2BGR);
}


合成結果は、”Vivado HLS で画像のサイズを縮小して白黒変換(resize_gray)”と全く同じだった。

C/RTL協調シミュレーションも”Vivado HLS で画像のサイズを縮小して白黒変換(resize_gray)”と全く同じだったが、Export RTL は値が違っていた。
wlt_cnn_138_170907.png

BGR の時のExport RTL の結果を示す。
wlt_cnn_109_170901.png

RGB の時のほうがSLICE とLUT が増えている。
  1. 2017年09月07日 05:21 |
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