RGB から YUV へのイメージ形式の変換の高位合成コード生成

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この例では、RGB から YUV にイメージ形式を変換する MATLAB® 設計からの高位合成 (HLS) コードの生成方法を示します。

MATLAB 設計およびテスト ベンチ

この例の rgb2yuv モデルを設定します。

design_name = 'mlhdlc_rgb2yuv';
testbench_name = 'mlhdlc_rgb2yuv_tb';

rgb2yuv 設計を確認します。

open(design_name)

function [x_out, y_out, y_data_out, u_data_out, v_data_out] = ...
                        mlhdlc_rgb2yuv(x_in, y_in, r_in, g_in, b_in)
%#codegen

%   Copyright 2011-2019 The MathWorks, Inc.

persistent RGB_Reg YUV_Reg
persistent x1 x2 y1 y2

if isempty(RGB_Reg)
    RGB_Reg = zeros(3,1);
    YUV_Reg = zeros(3,1);
    x1 = 0; x2 = 0; y1 = 0; y2 = 0;
end

D = [.299  .587  .144; -.147 -.289  .436; .615 -.515 -.1];
C = [0; 128; 128];

RGB = [r_in; g_in; b_in];

YUV_1 = D*RGB_Reg;
YUV_2 = YUV_1 + C;
RGB_Reg = RGB;

y_data_out = round(YUV_Reg(1));
u_data_out = round(YUV_Reg(2));
v_data_out = round(YUV_Reg(3));
YUV_Reg = YUV_2;

x_out = x2; x2 = x1; x1 = x_in;
y_out = y2; y2 = y1; y1 = y_in;

rgb2yuv テスト ベンチを確認します。

open(testbench_name);

FRAMES = 1;
WIDTH = 752;
HEIGHT = 480;
HBLANK = 10;%748;
VBLANK = 10;%120;

%   Copyright 2011-2019 The MathWorks, Inc.

vidData = double(imread('mlhdlc_img_yuv.png'));

for f = 1:FRAMES
    vidOut = zeros(HEIGHT, WIDTH, 3);
    
    for y = 0:HEIGHT+VBLANK-1
        for x = 0:WIDTH+HBLANK-1
            if y >= 0 && y < HEIGHT && x >= 0 && x < WIDTH
                b = vidData(y+1,x+1,1);
                g = vidData(y+1,x+1,2);
                r = vidData(y+1,x+1,3);
            else
                b = 0; g = 0; r = 0;
            end           

            [xOut, yOut, yData, uData, vData] = ...
                mlhdlc_rgb2yuv(x, y, r, g, b);

            if yOut >= 0 && yOut < HEIGHT && xOut >= 0 && xOut < WIDTH
                vidOut(yOut+1,xOut+1,:) = [yData vData uData];
            end     
        end  
    end
    
    figure(1);
    subplot(1,2,1); 
    imshow(uint8(vidData));
    subplot(1,2,2); 
    imshow(ycbcr2rgb(uint8(vidOut)));
    drawnow;                
end

MATLAB アルゴリズムのテスト

実行時エラーを避けるために、テスト ベンチを使用して設計をシミュレートします。

mlhdlc_rgb2yuv_tb

HDL Coder™ プロジェクトの作成

MATLAB 設計から HLS コードを生成するには、次のようにします。

1. HDL Coder プロジェクトを作成します。

coder -hdlcoder -new mlhdlc_rgb_prj

2. mlhdlc_rgb2yuv.m ファイルを [MATLAB 関数] としてプロジェクトに追加し、mlhdlc_rgb2yuv_tb.m を [MATLAB テスト ベンチ] として追加します。

3. [型の自動定義] をクリックして MATLAB 関数 mlhdlc_rgb2yuv の入力と出力の推奨される型を使用します。

詳細については、Get Started with MATLAB to High-Level Synthesis Workflow Using the Command Line InterfaceまたはGet Started with MATLAB to High-Level Synthesis Workflow Using HDL Coder Appを参照してください。

固定小数点変換と HLS コード生成の実行

MATLAB 設計から HLS コードを生成するには、次のようにします。

1. MATLAB コマンド ラインで、関数hdlsetuphlstoolpathを使用し、HLS コード生成のパスを設定します。

2. [ワークフロー アドバイザー] ボタンをクリックして、ワークフロー アドバイザーを開始します。

3. [HDL ワークフロー アドバイザー] で、[MATLAB から HLS] として [コード生成ワークフロー] を選択します。

4. [コード生成ターゲットを選択] ステップで、[合成ツール] リストから [Cadence Stratus] を選択します。

5. [HLS コード生成] タスクを右クリックし [選択したタスクまで実行] を選択して、最初から HLS コード生成までのすべてのステップを実行します。

[HLS コード生成] タスクのログ ウィンドウにあるハイパーリンクをクリックして、生成された HLS コードを確認します。

参考