Среднее значение

Уравнение, чтобы вычислить точное среднее пиксельное значение требует больших внутренних размеров слова и дорогой логики деления.

Вместо того, чтобы использовать это уравнение, блок вычисляет среднее значение серией четырех аккумуляторов, которые вычисляют среднее значение сегмента пикселей. Во-первых, блок находит сумму окна 64 пикселей и нормирует.

Затем это накапливает 64 из предыдущих окон и нормирует.

Третий аккумулятор суммирует 64 из 64×64 окна и нормирует тот же путь.

Четвертый аккумулятор суммирует 64 из 64×64×64 окна и нормирует.

Каждый допустимый пиксель накапливается, когда он прибывает. Его местоположение в линии или системе координат не влияет на логику накопления.

Когда vEnd получен, блок продвигает любые остающиеся данные на четырех уровнях среднего вычисления, чтобы вычислить окончательный результат. Если счетчик аккумулятора не в 64 когда vEnd прибывает, тот уровень нормирует фактическим значением счетчика. Константы для этого умножения хранятся в интерполяционной таблице (LUT). Эти четыре аккумулятора совместно используют один LUT и множитель. Значения в LUT находятся в ufix18_en17 тип данных так, чтобы множитель поместился в блок DSP на FPGA.

Этот метод среднего вычисления точен, когда количество пикселей в системе координат выравнивает vEnd с итоговой трансформацией аккумулятора. Это выравнивание происходит на уровне 2, когда система координат содержит кратное 64 пикселей и ^{меньше чем 642} (4096) пиксели. Происходит на уровне 3, когда система координат содержит кратное 4 096 пикселей. Происходит на уровне 4, когда система координат содержит кратное ^{643 пикселей}. Этот метод также точен, когда система координат имеет меньше чем 64 пикселя, потому что только первый аккумулятор необходим.

Однако, когда количество пикселей в системе координат не соответствует этим условиям, блок должен нормировать итоговое накопление, прежде чем счетчик достигнет 64. Эта нормализация вводит ошибку в вычислении на последующих уровнях. Рисунок показывает ошибку нормализации, введенную в среднем вычислении размерами изображения менее чем 4 096 пикселей. Скачки происходят, где размер изображения только по кратному 64 пикселей.

Для изображений, больше, чем 4 096 пикселей, тот же эффект происходит во множителях 4 096 пикселей, и во множителях ^{643 пикселей}.

Дисперсия

Блок вычисляет отклонение входных пикселей при помощи этого уравнения:

Среднее значение и среднее значение входа в квадрате вычисляются параллельно. Блок вычисляет, среднее значение квадратов с помощью того же метода приближения раньше вычисляло среднее значение, как описано в предыдущем разделе.

Стандартное отклонение

Блок вычисляет квадратный корень из отклонения при помощи конвейерного битного набора и алгоритма проверки. Этот алгоритм вычисляет квадратный корень при помощи сложения и сдвигов, а не множителей. Для N битный вход результат имеет биты N точности.

Этот метод является оборудованием, эффективным для общих входных параметров. Если ваши данные знали характеристики, которые допускают более эффективную реализацию квадратного корня, можно отключить вычисление в этом блоке и создать собственную логику из поддержанных HDL блоков.