Vivado HLS 2019.2 の HLS Video Library を使用して resize() を実装する1

”Vivado HLS 2019.2 で xfOpenCV を使用する8（resize 3）”で xfOpenCV を使用して、Vivado HLS 2019.2 で画像のサイズ変換を実装した。今回は、HLS Video Library を使用して、Vivado HLS 2019.2 で画像のサイズ変換を実装する。

”Vivado HLS で画像のサイズを縮小して白黒変換（resize_gray)”を参考にするが、白黒変換は無しで、画像サイズを変換してカラーのままとする。

Vivado HLS 2019.2 で resize プロジェクトを生成した。


resize.h を貼っておく。

// resize.h
// 2020/03/04 by marsee

#ifndef __resize_gray_H__
#define __resize_gray_H__

#include "ap_axi_sdata.h"
#include "hls_video.h"

#define ORG_HEIGHT   600
#define ORG_WIDTH    800

typedef hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> > AXI_STREAM;
typedef hls::Mat<ORG_HEIGHT, ORG_WIDTH, HLS_8UC3> RGB_IMAGE;
typedef hls::Mat<ORG_HEIGHT, ORG_WIDTH, HLS_8UC1> GRAY_IMAGE;

#define RESIZE_HEIGHT 45
#define RESIZE_WIDTH 60

#endif

resize.cpp を貼っておく。

// resize.cpp
// 2020/03/04 by marsee

#include "resize.h"

int resize(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(ORG_HEIGHT, ORG_WIDTH);
    RGB_IMAGE resize_img(RESIZE_HEIGHT, RESIZE_WIDTH);

    hls::AXIvideo2Mat(ins, org_img);

    hls::Resize(org_img, resize_img);

    hls::Mat2AXIvideo(resize_img, outs);

    return(0);
}

resize_tb.cpp を貼っておく。

// resize_tb.cpp
// 2020/03/04 by marsee

#include <iostream>
#include "hls_opencv.h"
#include "resize.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(AXI_STREAM& ins, AXI_STREAM& outs);
void opencv_resize(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;

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

    // resize() 関数をコール
    resize(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(RESIZE_HEIGHT, RESIZE_WIDTH, CV_8UC3);
    AXIvideo2cvMat(dst_axi, dst);

    // 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(RESIZE_HEIGHT, RESIZE_WIDTH, CV_8UC3);
    opencv_resize(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<RESIZE_HEIGHT; y++){
        Vec3b* dst_ptr = dst.ptr<Vec3b>(y);
        Vec3b* dst_cv_ptr = dst_cv.ptr<Vec3b>(y);
        for (int x=0; x<RESIZE_WIDTH; 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(Mat& src, Mat& dst){
    Mat img0(RESIZE_HEIGHT, RESIZE_WIDTH, CV_8UC3);

    resize(src, img0, img0.size(), 0, 0, INTER_LINEAR);

    img0.copyTo(dst);
}