zynq实现视频动态字符叠加OSD，提供2套工程源码和技术支持

1.网上同行的OSD方案(太low)

视频的字符叠加，简称OSD，是FPGA图像处理的基本操作，网上也有很多参考例程，但大多无法实现动态字符叠加，目前网上同行给出的方案有如下：
使用字模软件生成点阵信息，一般是十六进制，然后把点阵信息初始化到FPGA，也就是上电复位是写入寄存器中，或是写入RAM或ROM中，然后输出到显示器；
这样的方法很简单很直接，但有个问题，我要输出不同的字符，然后把所有需要的字符都用字模软件生成点阵信息？这也太麻烦了吧？

2.本方案OSD的优势

相比之下，本方案就很实用了；本方案优势如下：
1、使用软件动态配置字符，SDK写入；
2、字符的显示位置、颜色等软件动态配置；
3、软硬件(PL、PS)交互方案，对于学生而言可以提高项目的高端性；
缺点：由于加载了国标字库，所以ram占用较大，只适用于zynq系列期间，A7和低配的K7都不适用；

3.HLS实现方案

OSD采用HLS方案实现，处理流程部分代码如下：

void overlayosd(vstream_t &video_in, vstream_t &video_out, unsigned int *pMem, int rows, int cols)
{
#pragma HLS INTERFACE axis port=video_in
#pragma HLS INTERFACE axis port=video_out
#pragma HLS INTERFACE m_axi port=pMem offset=slave
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=rows
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=cols
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=overly_x
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=overly_y
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=overly_w
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=overly_h

    hls::Mat<IMG_MAX_ROWS, IMG_MAX_COLS, HLS_8UC3> img_in(rows, cols);
    hls::Mat<IMG_MAX_ROWS, IMG_MAX_COLS, HLS_8UC3> img_out(rows, cols);

#pragma HLS dataflow

    hls::AXIvideo2Mat(video_in, img_in);
    overlyOnMat(img_in, img_out, pMem);
    hls::Mat2AXIvideo(img_out, video_out);
}

需要完整HLS代码的兄弟可以看完文章后再最后的福利章节得到源码的获取渠道；

4.OSD延时和资源占用情况

如下：
在这里插入图片描述

5.工程1：zynq7100实现字符叠加

开发板：zynq7100开发板；
开发环境：vivado2019.1；
输入：OV5640摄像头，输入分辨率1280X720；
输出：HDMI，输出分辨率1280X720；
工程BD如下：
在这里插入图片描述
代码架构如下：

SDK主函数代码如下：

#include "xiicps.h"
#include "xil_io.h"
#include "xparameters.h"
#include "helai_vdma.h"
#include "xoverlayosd.h"
#include "xil_cache.h"

XIicPs    Iic;
XOverlayosd overlayosdInstance;

#define X_PIXCEL 1280    //图像宽度
#define Y_PIXCEL 720    //图像高度
#define X_START 0        //字符起始x坐标
#define Y_START 0        //字符起始y坐标
#define OSD_COLOR       0xff000000    //osd字符颜色
#define OSD_BAKGROUND   0x00000000  //osd字符背景颜色
unsigned int overlayDomain[X_PIXCEL*Y_PIXCEL];
const char *showStr = "台湾一定要收复";    //字符

void main(){
    I2C_config_init();
    XOverlayosd_Initialize(&overlayosdInstance, XPAR_OVERLAYOSD_0_DEVICE_ID);
    XOverlayosd_Set_pMem(&overlayosdInstance, (u32)overlayDomain);
    XOverlayosd_EnableAutoRestart(&overlayosdInstance);
    XOverlayosd_Start(&overlayosdInstance);
    XOverlayosd_Set_overly_x(&overlayosdInstance, 0);
    XOverlayosd_Set_overly_y(&overlayosdInstance, 0);
    XOverlayosd_Set_overly_w(&overlayosdInstance, X_PIXCEL);
    XOverlayosd_Set_overly_h(&overlayosdInstance, Y_PIXCEL);
    XOverlayosd_Set_cols(&overlayosdInstance, X_PIXCEL);
    XOverlayosd_Set_rows(&overlayosdInstance, Y_PIXCEL);
    helai_vdma();
    while(1){
        int pos;
        pos = Y_START*X_PIXCEL+X_START;
        uArgbPrintf(showStr, overlayDomain+pos, X_PIXCEL, OSD_COLOR, OSD_BAKGROUND);
        Xil_DCacheFlushRange((INTPTR)overlayDomain, sizeof(overlayDomain));
        usleep(300000);
    }
}

OSD字符的颜色，显示位置，显示颜色等信息都可以在宏定义处修改，很方便；