Đồ án tốt nghiệp - Thực hiện và đánh giá hiệu năng các bộ lọc xử lý ảnh trên nền tảng SoC ZYNQ-7000

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THỰC HIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CÁC BỘ
LỌC XỬ LÝ ẢNH TRÊN NỀN TẢNG SoC ZYNQ-7000

: LÊ MẠNH TRƯỜNG - 14119107
VŨ ĐỨC HUY
- 14119132
Khóa : 2014
Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH
GVHD : PGS.TS. PHAN VĂN CA
SVTH

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THỰC HIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG CÁC BỘ
LỌC XỬ LÝ ẢNH TRÊN NỀN TẢNG SoC ZYNQ-7000

: LÊ MẠNH TRƯỜNG - 14119107
VŨ ĐỨC HUY
- 14119132
Khóa : 2014
Ngành : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH
GVHD : PGS.TS PHAN VĂN CA
SVTH

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2018

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
***-Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng

năm 2018

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Lê Mạnh Trường
MSSV:14119107
Vũ Đức Huy
MSSV:14119132
Ngành:Công Nghệ Kỹ Thuật Máy Tính
Lớp: 14119CL1
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Phan Văn Ca
ĐT:
Ngày nhận đề tài: 07/03/2018
Ngày nộp đề tài: 09/07/2018
1. Tên đề tài: Thực hiện và đánh giá hiệu năng các bộ lọc xử lý ảnh trên nền tảng
SoC ZYNQ-7000
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
Anphy Jose, K. Deepa Merlin Dixon, Naiji Joseph, E. Silpa George, V. Anjitha,
Performance study of edge detection operators, 2014 International Conference
on Embedded Systems (ICES), pp. 7-11, July 2014.
3. Nội dung thực hiện đề tài:
 Nghiên cứu kiến trúc SoC ZYNQ-7000 và các chuẩn giao thức AXI, AXI4,
AXI4-Stream trên ZYNQ-7000
 Nghiên cứu các giải thuật trong bộ lọc xử lý phát hiện biên ảnh (Sobel,
Prewitt, Canny)
 Tích hợp các IPCore phần cứng với lõi ARM để tạo platform cho việc xây
dựng các bộ lọc trên hệ thống.
 Xây dựng các IPCore phần cứng cho các bộ lọc xử lý ảnh trên ZYNQ-7000
 Nâng cấp hệ thống bằng việc thay thế các bộ lọc ảnh trên phần mềm bằng
các IPCore phần cứng đã xây dựng.
 So sánh tốc độ xử lý và đánh giá hiệu năng của các bộ lọc trên phần mềm và
phần cứng.
4. Sản phẩm: Chương trình các bộ lọc xử lý ảnh cho phần cứng và phần mềm trên
kit ZYNQ-7000
TRƯỞNG NGÀNH

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

i

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
*******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên: Lê Mạnh Trường ............................ MSSV: 14119107 ..............
Vũ Đức Huy ................................... MSSV: 14119132 ..............
Ngành: Công nghệ kỹ thuật Máy Tính .................................
...

...
OFF
#pragma HLS DEPENDENCE array inter false
#pragma HLS PIPELINE
if ( i rows &amp&amp j cols ) {
src pixel_gd
element_gd = pixel_gd.val[0]
}
if( j cols ) {
tmp1 = linebuff.getval(1, j)
tmp0 = linebuff.getval(0, j)
linebuff.val[1][j] = tmp0
}
if( j cols &amp&amp i rows ){
linebuff._bottom( element_gd, j )
}
win.shift_right()
if( j cols ) {
win.( element_gd, 0, 0 )
win.( tmp0, 1, 0 )
win.( tmp1, 2, 0 )
}
// so sanh pixel hien tai voi nguong
if( i = 1 || j = 1 || i rows-1 || j cols-1 ) {
out_pixel_val = 0
}
else {
if( win.getval(1,1) threshold_low ){
out_pixel_val = 0
}
else if(
win.getval(1,1) threshold_high ||
win.getval(0,0) threshold_low
win.getval(0,1) threshold_low
win.getval(0,2) threshold_low
win.getval(1,0) threshold_low
win.getval(1,2) threshold_low
win.getval(2,0) threshold_low
win.getval(2,1) threshold_low
win.getval(2,2) threshold_low
out_pixel_val = 255
}
else {
out_pixel_val = 0
}
}

||
||
||
||
||
||
||
) {

92

if( j 0 &amp&amp i 0 ) {
out_pixel.val[0] = out_pixel_val
dst out_pixel
}
}
}
}
void canny_filter_hd(AXI_STREAM&amp IMAGE_IN, AXI_STREAM&amp IMAGE_OUT)
{
//Tich hop giao dien AXIS
#pragma HLS DATAFLOW
#pragma HLS INTERFACE axis register port=IMAGE_IN
#pragma HLS INTERFACE axis register port=IMAGE_OUT
#pragma HLS INTERFACE ap_ctrl_none port=return
int const rows = MAX_HEIGHT
int const cols = MAX_WIDTH
RGB_IMAGE src(rows, cols)
RGB_IMAGE src_bw(rows, cols)
RGB_IMAGE src_blur(rows, cols)
RGB_IMAGE src1(rows, cols)
RGB_IMAGE src2(rows, cols)
RGB_IMAGE sobel_gx(rows, cols)
RGB_IMAGE sobel_gy(rows, cols)
RGB_IMAGE_16 grad_gd(rows, cols)
RGB_IMAGE suppressed(rows, cols)
RGB_IMAGE thresholded(rows, cols)
RGB_IMAGE canny_edges(rows, cols)
RGB_IMAGE output_image(rows, cols)
// Chuyen doi du lieu sang dang Mat
hls::AXIvideo2Mat( IMAGE_IN, src )
// Chuyen xam anh
hls::CvtColorHLS_RGB2GRAY( src, src_bw )
// lam min anh
hls::GaussianBlur5,5( src_bw, src_blur)
// Nhan doi anh
hls::Duplicate( src_blur, src1, src2 )
// Tinh toan Sobel
hls::Sobel1,0,3( src1, sobel_gx )
hls::Sobel0,1,3( src2, sobel_gy )
// Tinh toan Gradient
gradient_decomposition( sobel_gx, sobel_gy, grad_gd )
// Loai bo diem khong phai cuc dai
nonmax_suppression( grad_gd, suppressed )
// Phan nguong
hysteresis( suppressed, canny_edges, 30, 90 )
// Xuat du lieu
hls::CvtColorHLS_GRAY2RGB(canny_edges, output_image)
hls::Mat2AXIvideo( output_image, IMAGE_OUT )
}

93