Question

如何在Vivado中充分利用OpenCV和HLS

Answer 1

本文通过对OpenCV中图像类型和函数处理方法的介绍，通过设计实例描述在vivadoHLS中调用OpenCV库函数实现图像处理的几个基本步骤，完成从OpenCV设计到RTL转换综合的开发流程。

开源计算机视觉 (OpenCV) 被广泛用于开发计算机视觉应用，它包含2500多个优化的视频函数的函数库并且专门针对台式机处理器和GPU进行优化。OpenCV的用户成千上万，OpenCV的设计无需修改即可在 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，尤其是存储带宽会成为性能瓶颈，存储访问也会限制功耗效率。使用VivadoHLS高级语言综合工具，可以轻松实现OpenCV C++视频处理设计到RTL代码的转换，输出硬件加速器或者直接在FPGA上实现实时视频处理功能。同时，Zynq All-programmable SOC是实现嵌入式计算机视觉应用的极好方法，很好解决了在单一处理器上实现视频处理性能低功耗高的限制，Zynq高性能可编程逻辑和嵌入式ARM内核，是一款功耗优化的集成式解决方案。
1 OpenCV中图像IplImage, CvMat, Mat 类型的关系和VivadoHLS中图像hls::Mat类型介绍
OpenCv中常见的与图像操作有关的数据容器有Mat，cvMat和IplImage，这三种类型都可以代表和显示图像，但是，Mat类型侧重于计算，数学性较高，openCV对Mat类型的计算也进行了优化。而CvMat和IplImage类型更侧重于“图像”，opencv对其中的图像操作（缩放、单通道提取、图像阈值操作等）进行了优化。在opencv2.0之前，opencv是完全用C实现的，但是，IplImage类型与CvMat类型的关系类似于面向对象中的继承关系。实际上，CvMat之上还有一个更抽象的基类----CvArr，这在源代码中会常见。
1.1 OpenCV中Mat类型：矩阵类型（Matrix）。