Hardwarové zpracování obrazu

Podobné dokumenty
Semestrální práce z předmětu Speciální číslicové systémy X31SCS

Zpracování obrazu v FPGA. Leoš Maršálek ATEsystem s.r.o.

Mikrokontroléry. Doplňující text pro POS K. D. 2001

Kapitola 1: Úvod. 1.1 Obsah balení. 1.2 Požadavky na systém. Česky

Přednášky o výpočetní technice. Hardware teoreticky. Adam Dominec 2010

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Témata profilové maturitní zkoušky

Architektura Intel Atom

SYSTÉMY NAČIPU MI-SOC

Camera (fotoaparát) V hlavním menu zvolte položku Camera.

Optika v počítačovém vidění MPOV

F-WVR610. Bezdrátový (2,4 GHz) digitální videorekordér

Pohled do nitra mikroprocesoru Josef Horálek

Sběrnicová struktura PC Procesory PC funkce, vlastnosti Interní počítačové paměti PC

FPGA + mikroprocesorové jádro:

F-DV600C. Digitální videorekordér

Základní deska (1) Označována také jako mainboard, motherboard. Deska plošného spoje tvořící základ celého počítače Zpravidla obsahuje:

FVZ K13138-TACR-V004-G-TRIGGER_BOX

ZÁKLADY PROGRAMOVÁNÍ. Mgr. Vladislav BEDNÁŘ /14

Zprovoznění kitu Xilinx Spartan-6 FPGA Industrial Video Processing Kit

Střední průmyslová škola Zlín

Profilová část maturitní zkoušky 2014/2015

Architektura počítače

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Technické vybavení Digitální fotoaparáty Ing. Jakab Barnabáš

IPZ laboratoře. Analýza komunikace na sběrnici USB L305. Cvičící: Straka Martin, Šimek Václav, Kaštil Jan. Cvičení 2

Procesory nvidia Tegra

Témata profilové maturitní zkoušky

BDVR HD IR. Návod na použití

RECORD IT. Uživatelská příručka

Úvod do programování a práce s počítačem

4x standardní vstupy

Projekt BROB B13. Jízda po čáře pro reklamní robot. Vedoucí projektu: Ing. Tomáš Florián

CMS. Centrální monitorovací systém. Manuál

Videosekvence. vznik, úpravy, konverze formátů, zachytávání videa...

Procesor. Procesor FPU ALU. Řadič mikrokód

Hodinky s kamerou Návod k použití

Intel (2) Intel (1) Intel (3) Intel (4) Intel (6) Intel (5) Nezřetězené zpracování instrukcí:

Představení procesorů od firmy Tilera a jejich architektura

PRÁCE S VIDEEM. Název šablony: III/2-1, Výuka IVT na 2. stupni práce s videem

B Series Waterproof Model. IP Kamera. Uživatelský manuál

MATURITNÍ OTÁZKY ELEKTROTECHNIKA - POČÍTAČOVÉ SYSTÉMY 2003/2004 TECHNICKÉ VYBAVENÍ POČÍTAČŮ

HTT-102 DVB-T HD modulátor

Elegantní brýle s HD kamerou

PROCESOR. Typy procesorů

Skrytá DVR kamera se záznamem

Stanovit nezbytná pravidla pro tvorbu dokumentace vytvářenou ve SITRONICS centru využitelnou firmou SITRONICS TS.

Příloha č. 1 k Č.j.: OOP/10039/ Specifikace zařízení

Základní deska (1) Parametry procesoru (2) Parametry procesoru (1) Označována také jako mainboard, motherboard

Externí baterie na iphone 4/4S/5/5S s HD kamerou

Hardware. Příklad převodu čísla: =1*32+0*16+0*8+1*4+0*2+1*1= Převod z dvojkové na desítkovou Sčítání ve dvojkové soustavě

MX-10 pixelový částicový detektor

Instalace. Bezdrátový přístupový bod NETGEAR ac WAC120. Obsah balení. NETGEAR, Inc. 350 East Plumeria Drive San Jose, CA USA.

Jednokamerový systém pro sledování objektů

GRAFICKÉ ROZHRANÍ V MATLABU PRO ŘÍZENÍ DIGITÁLNÍHO DETEKTORU PROSTŘEDNICTVÍM RS232 LINKY

Video boroskop AX-B520. Návod k obsluze

AD4USB. měřící převodník. 4x vstup pro měření unifikovaného signálu 0 10 V, 0 20 ma, 4 20 ma. komunikace i napájení přes USB

Tlačítko spouště lze použít k záznamu fotografií nebo k zaostření čočky.

Návod na instalaci a použití programu

Představení a vývoj architektur vektorových procesorů

Digitální magnetický záznam obrazového signálu

2.9 Vnitřní paměti. Střední průmyslová škola strojnická Vsetín. Ing. Martin Baričák. Název šablony Název DUMu. Předmět Druh učebního materiálu

Power banka s kamerou a detecí pohybu

AGP - Accelerated Graphics Port

HC-CENTER 340. Záznamník teploty

F-DV680P. Miniaturní videorekordér

Endura 2.0 Nová generace CCTV IP systémů s Full-HD rozlišením Endura Optimalizace HD

Činnost CPU. IMTEE Přednáška č. 2. Několik úrovní abstrakce od obvodů CPU: Hodinový cyklus fáze strojový cyklus instrukční cyklus

Citlivý diktafon s aktivací hlasem

NAITECH DVC DIGITÁLNÍ VIDEO KAMERA NÁVOD K POUŽITÍ. NAI TECH WORLD OF NEW TECHNOLOGIES. Děkujeme za zakoupení výrobku NAITECH,

VideoGhost Monitoring obrazovek

Brýle s HD kamerou TCT-SC-008

MSP 430F1611. Jiří Kašpar. Charakteristika

BDVR 2.5. Návod na použití

Profilová část maturitní zkoušky 2017/2018

Návod na hodinky s kamerou model SY-195

STRUč Ná Př íruč KA pro Windows Vista

NA2750. Automobilový přehrávač DVD a CD disků a souborů MP3

SADA VY_32_INOVACE_PP1

Sbě b r ě n r i n ce

INFORMAČNÍ A KOMUNIKAČNÍ TECHNOLOGIE

Hardware Osobní počítač a jeho periferie. Mgr. Lukáš Provazník ZŠ praktická a ZŠ speciální Lomnice nad Popelkou DUM č.: VY_3.

INFORMAČNÍ A KOMUNIKAČNÍ TECHNOLOGIE

TCP-Wedge ZDARMA. Přidává podporu TCP/IP: Sběr dat z adres portu IP na libovolné síti TCP/IP - ethernet / internet.

Charakteristika dalších verzí procesorů v PC

Budík s HD kamerou. Návod k použití. Hlavní výhody produktu: Dlouhá výdrž cca 5-6 hodin nahrávání Vzhledem k výkonu malá velikost FULL HD kvalita

Technické prostředky počítačové techniky

Ladibug Software pro vizuální prezentaci Document Camera Návod k použití

Systémy pro sběr a přenos dat

Sportovní hodinky s kamerou a detekcí pohybu

Témata profilové maturitní zkoušky

Návod k obsluze. IP kamera Minitar MWIPC-1510G

OPS Paralelní systémy, seznam pojmů, klasifikace

5. A/Č převodník s postupnou aproximací

VÝUKOVÝ MATERIÁL. 3. ročník učebního oboru Elektrikář Přílohy. bez příloh. Identifikační údaje školy

Vestavné systémy BI-VES Přednáška 10

Vestavný modul pro počítačové vidění využívající hradlové pole

Elegantní brýle se skrytou HD kamerou

FilmScan35 I. Uživatelská příručka

Informatika pro 8. ročník. Hardware

Transkript:

Hardwarové zpracování obrazu Cíle kapitoly: Zpracování obrazu na vývojové desce TI DaVinci řešící náročné výpočty v reálném čase 1 Teoretický úvod Prakticky můžeme zpracování obrazu rozdělit na zpracování statických snímků pořízených např. z plošných kamer, fotoaparátů či scannerů nebo také na zpracování videa resp. rychle po sobě následujících snímků, kdy jednotlivé snímky reprezentují část datového toku vyvíjejícího se v čase. Takto pořízený datový tok je nutno zpracovat v reálném čase. Obvykle se požaduje snížení redundance dat datového toku. V první fázi dochází k redukci v oblasti vyšších frekvencí v jednom snímku obdobně jako JPEG. Ve druhé fázi se analyzuje rozdíl mezi snímky, které jdou za sebou. Za tímto účelem byly vytvořeny speciální techniky na redukci dat v obrazovém streamu. Jedná se o využití standardních kodeků H.264 a MPEG4. Zpracování tohoto typu dat je obvykle prováděno pomocí vysoce výkonných paralelních struktur s hardwarovou akcelerací výpočtu jednotlivých sekcí výpočetního algoritmu. Mezi tyto struktury patří například hradlová pole typu FPGA nebo FPOA, systolické sítě, zákaznické obvody AISIC a signálové procesory architektury VLIW (Very Long Instruction Word) využívající proudové zpracovaní dat a masivní paralelismus na úrovní instrukcí (SIMD) a výpočetních jednotek. Demonstrační úloha pro cvičení je postavena na vývojové platformě DM6446 EVM dodávané firmou Spectrumdigital, LTD blokové schéma desky je na Obr. 1. Výkonným prvkem je dvou-jádrový procesor firmy Texas Instruments TMS320DM6446. První jádro je signálový procesor řady 64xx s osmi paralelními jednotkami pracujícími na frekvenci 600 MHz. Druhé jádro je založeno na architektuře procesoru ARM 9 pracujícím na frekvenci 300 MHz. Dále je deska vybavena rozšiřujícími periferiemi, které zajišťují akvizici dat z kamery, generovaní dat na obrazovku, jednotky pro ukládání dat paměti DDR II, Flash NOR, NAND, pevný disk, rozhraní sériové linky, ethernetu, zvukových zařízení a v neposlední řadě zdrojů vyrábějících napětí pro jádro procesoru a periferie.

Obr. 1: Blokové schéma desky DM6446 Vnitřní uspořádání procesoru je vyobrazeno na Obr. 2. Pozorný čtenář si jistě povšimne jednotek, které jsou zaměřeny na zpracování video signálu v podstatě od jeho pořízení pomocí CCD, CMOS čipu nebo AD převodníkem až po jeho finální generování na výstup. Procesor nativně podporuje vstup surových dat v Bayerově kódování, jasových i chroma složek. Dále je podporována hardwarová změna měřítka, ODS, výpočty histogramů, náhledy a jiné funkce.

Obr. 2: Vnitřní uspořádání procesoru TMS230DM6446 Je logické, že hardwarové jednotky nestačí poskytovat dostatečnou flexibilitu při zpracování dat, a proto procesor obsahuje velmi výkonnou aritmeticko-logickou jednotku ALU s osmi paralelními jednotkami. Jednotky jsou schopny provést v jednom taktu až 8 osmibitových násobení s 16 bitovým výsledkem a akumulaci MAC. Tzn. 4800 milionů násobení a součtů za 1 s. Přehledové schéma ALU je na Obr. 3. ALU dále obsahuje dvě 32 položkové skupiny registrů pro 32 bitové operace, které lze v případě potřeby sloučit v 64 bitové pak se využívá registrový pár (sudá a lichá část). Nevhodné využití jednotek vede ke ztrátě výkonu a to až v poměru 1:100.

Obr. 3: Blokové schéma ALU DSP řady TMS320DM644x

2 Seznam vybavení 1. výpočetní deska DaVinci DM6446 2. kamera Swann C500 3. zobrazovací jednotka Sony 4. stolní stativ Manfrotto 482 3 Návod 1. Zapněte desku pomocí přepínače SW1 Power On/Off. 2. Počkejte na inicializaci softwaru desky; první fáze = prázdná obrazovka; druhá fáze = obrázek dálkového ovladače systém je aktivní a připraven k použití. (pozn.: inicializaci desky je možné sledovat na sériovém portu: COM1, 115200, N, 1). 3. Po inicializaci systému je možné přihlášení přes protokol telnet použijte terminál putty a zvolte profil dsp-davinci. Po inicializaci se přihlaste pomocí hesla root. Místo terminálu můžete používat i sériovou konzolu. 4. Přepněte se do adresáře s připravenými demonstračními úlohami - cd /opt/dvevm/ 5. Pro komprimaci video streamu použijte příkaz./encode v <nazev souboru.<typ souboru (mpeg4 nebo 264)>>; např. pro záznam videa do formátu MPEG4 -./encode v koza.mpeg4 6. Zjistěte jaký dopad má charakter snímaného obrazu na bitový tok bit rate. Předpokládáme variabilní bit rate výsledky a vaše závěry předveďte vyučujícímu. 7. Změňte parametry enkoderu rozlišení a bit rate a učiňte závěr, který konzultujte s vyučujícím. Podrobný popis parametrů enkoderu najdete v souboru encode.txt; zobrazit ho můžete příkazem less encode.txt 8. Obdobný postup aplikujte na dekódovací algoritmus. Přehrávat lze již zaznamenané soubory nebo soubory uložené v adresáři /opt/dvevm/data/videos. Dekodér podporuje i formát MPEG2 (příkaz decode). 9. Výsledky předveďte vyučujícímu. Zařízení vypněte a ukliďte pracoviště. Upozornění: Pracoviště není vybaveno antistatickou podlahou a mohlo by dojít k přeskoku náboje a poškození nebo zničení zařízení, proto se nedotýkejte holými prsty konektorů a obvodů na vývojové desce.