Median Filter

2D медианная фильтрация

Библиотека:
Vision HDL Toolbox / Analysis & Enhancement
Vision HDL Toolbox / Фильтрация

Описание

Блок Median Filter заменяет каждый входной пиксель на среднее значение заданного окружающего N-by-N окружение. Медиана менее чувствительна к экстремумам, чем среднее значение. Можно использовать этот блок, чтобы удалить шум соли-и-перца из изображения, значительно не уменьшая резкость изображения. Можно задать размер окружения и дополнительные значения для ребер входного изображения.

Порты

Этот блок использует пиксельный интерфейс потоковой передачи с шиной для сигналов управления кадром. Этот интерфейс позволяет блоку действовать независимо от размера изображения и формата. Порты pixel на этом блоке поддерживают одну пиксельную потоковую передачу или мультипиксельную потоковую передачу. Одна пиксельная потоковая передача принимает и возвращает одно пиксельное значение каждый такт. Мультипиксельная потоковая передача принимает и возвращает 4 или 8 пикселей за такт, чтобы поддержать высокую частоту кадров или форматы с высоким разрешением. Наряду с пикселем, блок принимает и возвращает pixelcontrol соедините шиной, который содержит пять управляющих сигналов. Управляющие сигналы указывают на валидность каждого пикселя и их местоположения в системе координат. Для мультипиксельной потоковой передачи один набор управляющих сигналов применяется ко всем четырем или восьми пикселям в векторе. Чтобы преобразовать систему координат (пиксельная матрица) в последовательный пиксельный поток и управляющие сигналы, используйте блок Frame To Pixels. Для полного описания интерфейса смотрите Пиксельный Интерфейс Потоковой передачи.

Входной параметр

развернуть все

`pixel` — Входной пиксель или мультипиксельный вектор
скаляр | вектор

Этот блок поддерживает одну пиксельную потоковую передачу или мультипиксельную потоковую передачу. Для одной пиксельной потоковой передачи задайте один входной пиксель как скалярное значение интенсивности. Для мультипиксельной потоковой передачи задайте вектор из четырех или восьми значений интенсивности пикселей. Для получения дополнительной информации того, как настроить вашу модель для мультипиксельной потоковой передачи, смотрите Мультипиксельные Видеопотоки Фильтра.

Этот блок не поддерживает многокомпонентную потоковую передачу. Чтобы обработать многокомпонентные потоки, реплицируйте блок для каждого компонента. pixelcontrol шина для всех компонентов идентична, таким образом, можно соединить одну шину с несколькими реплицированными блоками.

double и single типы данных поддерживаются для симуляции, но не для генерации HDL-кода.

`ctrl` — Управляющие сигналы сопоставлены с пиксельным потоком
`pixelcontrol` шина

pixelcontrol шина содержит пять сигналов. Сигналы описывают валидность пикселя и его местоположения в системе координат. Для получения дополнительной информации смотрите Пиксельную Шину управления.

Для мультипиксельной потоковой передачи каждый вектор из пиксельных значений имеет один набор управляющих сигналов. Поскольку вектор имеет только один valid сигнал, пиксели в векторе должны быть или всеми допустимыми или всеми недопустимыми. hStart и vStart сигналы применяются к пикселю с самым низким индексом в векторе. hEnd и vEnd сигналы применяются к пикселю с самым высоким индексом в векторе.

Типы данных: bus

Вывод

развернуть все

`pixel` — Выходной пиксель или мультипиксельный вектор
скаляр | вектор

Этот блок поддерживает одну пиксельную потоковую передачу или мультипиксельную потоковую передачу. При использовании одной пиксельной потоковой передачи блок возвращает один пиксель как скалярное значение интенсивности. При использовании мультипиксельной потоковой передачи блок возвращает вектор из значений интенсивности. Этот вектор одного размера с вектором входа pixel. Для получения дополнительной информации того, как настроить вашу модель для мультипиксельной потоковой передачи, смотрите Мультипиксельные Видеопотоки Фильтра.

Тип данных выходного пикселя совпадает с типом данных входных пикселей.

double и single типы данных поддерживаются для симуляции, но не для генерации HDL-кода.

`ctrl` — Управляющие сигналы сопоставлены с пиксельным потоком
`pixelcontrol` шина

Типы данных: bus

Параметры

развернуть все

`Neighborhood size` — Размер области изображений использовался для расчета медианы
`3×3` (значение по умолчанию) | `5×5` | `7×7`

Выберите размер окружения, в пикселях, как 3×3, 5×5, или 7×7.

Вы не можете использовать размер окружения 7×7 когда вы используете мультипиксельную потоковую передачу и устанавливаете Padding method на None.

`Padding method` — Метод для дополнения контура входного изображения
`Symmetric` (значение по умолчанию) | `Constant` | `Replicate` | `None`

Выберите один из этих методов для дополнения контура входного изображения. Для получения дополнительной информации об этих методах, смотрите, что Ребро Дополняет.

Constant — Интерпретируйте пиксели вне фрейма изображения как наличие постоянного значения.
Replicate — Повторите значение пикселей в ребре изображения.
Symmetric — Установите значение дополнительных пикселей, чтобы зеркально отразить ребро изображения.
None — Исключите дополнительную логику. Блок не устанавливает пиксели вне фрейма изображения ни к какому конкретному значению. Эта опция уменьшает аппаратные ресурсы, используемые блоком и очищением, требуемым между системами координат, но влияет на точность выходных пикселей в ребрах системы координат. Чтобы обеспечить пиксельную потоковую синхронизацию, выходная система координат одного размера с входным кадром. Однако избегать использования пикселей, вычисленных от неопределенных дополнительных значений, маски от KernelSize/2 пиксели вокруг ребра системы координат для нисходящих операций. Для получения дополнительной информации смотрите Пропускную способность Увеличения с Дополнением Ни одного.

Вы не можете использовать размер окружения 7×7 когда вы устанавливаете Padding method на None.

`Padding value` — Значение раньше заполняло контур входного изображения
0 (значение по умолчанию) | целое число

Задайте целое число, чтобы заполнить контур входного изображения. Блок бросает это значение к совпадающему типу данных как входной пиксель.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Padding method на Constant.

`Line buffer size` — Размер буфера линии
2048 (значение по умолчанию) | целое число

Задайте степень двойки, которая вмещает количество активных пикселей в одной горизонтальной линии.

Если вы задаете значение, которое не является степенью двойки, блок использует следующую самую большую степень двойки. Блок выделяет (N — 1)-by-Line buffer size, ячейки памяти, чтобы сохранить пиксели использовались для расчета среднего значения. N является размерностью квадратной области, заданной параметром Neighborhood size.

Примеры модели

Удаление шума и повышение четкости изображения

Реализуйте модуль фронтенда проекта обработки изображений. Этот модуль фронтенда удаляет шум и увеличивает резкость изображения, чтобы обеспечить лучшее начальное условие для последующей обработки.

Отфильтруйте мультипиксельные видеопотоки

Спроектируйте фильтры, которые работают с мультипиксельным входным видеопотоком. Используйте мультипиксельную потоковую передачу, чтобы обработать видео или высокой частоты кадров с высоким разрешением с той же синтезируемой тактовой частотой как интерфейс потоковой передачи одно пикселя. Мультипиксель, передающий потоком также, улучшает скорость симуляции и пропускную способность, потому что меньше итераций требуется, чтобы обрабатывать каждый кадр при поддержании аппаратных преимуществ интерфейса потоковой передачи.

Советы

Когда вы используете блок с внутренним буфером линии в Enabled Subsystem (Simulink), разрешать шаблон сигнала должен обеспечить синхронизацию пиксельного потока, включая минимальные интервалы гашения. Если разрешать шаблон повреждает синхронизацию пиксельного потока, вы можете видеть частичные выходные системы координат, поврежденные пиксельные потоковые управляющие сигналы или несоответствия между результатами симуляции HDL и Simulink^®. Вы, возможно, должны расширить интервалы гашения, чтобы вместить для циклов, когда разрешение является низким. Для получения дополнительной информации смотрите, Конфигурируют Интервалы гашения.

Алгоритмы

развернуть все

Когда вы используете мультипиксельную потоковую передачу, блок использует однострочную память и реализует ядра фильтра NumberOfPixels параллельно. Это увеличение аппаратных ресурсов является компромиссом для увеличения пропускной способности по сравнению с потоковой передачей одно пикселя.

Задержка

Задержка блока является буферной задержкой линии плюс задержка вычисления ядра. Буферная задержка линии включает ребро, дополняющее по умолчанию. Задержка дополнительной операции зависит от размера ядра. Если дополнение ребра не необходимо для вашего проекта, можно уменьшать задержку путем установки параметра Padding method на None. Когда вы используете эту опцию, задержка блока не зависит от вашего размера ядра. Чтобы определить точную задержку для любой настройки блока, измерьте количество временных шагов между управляющими сигналами ввода и вывода.

Чтобы найти среднее значение каждого окружения, логика ядра сравнивает пиксельные значения друг с другом. Задержка ядра фильтра зависит от размера окружения. Таблица показывает, что количество сравнений должно было найти среднее значение каждого размера окружения.

Neighborhood Size	Количество выполняемых сравнений
3×`3`	11
5×`5`	75
7×`7`	230

Примечание

Когда вы будете использовать дополнение ребра, используйте горизонтальный интервал гашения, больше, чем дважды ширина ядра. Этот интервал позволяет блоку закончить обрабатывать одну линию, прежде чем это начнет обрабатывать следующее, включая добавление дополнительных пикселей до и после активных пикселей в линии. Стандартные форматы потокового видео используют горизонтальный интервал гашения приблизительно 25% ширины системы координат. Этот интервал намного больше, чем фильтры применились к каждой системе координат. Когда вы отключаете дополнение ребра, горизонтальный интервал гашения должен быть по крайней мере 12 циклами и независим от размера ядра. Если вы используете пользовательский формат видео, установите горизонтальный интервал гашения при помощи параметров блоков Frame To Pixels. Горизонтальный интервал гашения равен Total pixels per line – Active pixels per line или, эквивалентно, Front porch + Back porch. Для получения дополнительной информации смотрите, Конфигурируют Интервалы гашения.

Производительность

Для блока Median Filter логика сравнения, которая находит среднее пиксельное значение каждого окружения, обычно является критическим путем, который определяет достижимую тактовую частоту после синтеза. Когда размер окружения увеличивается, длина этого пути увеличения.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Этот блок поддерживает генерацию кода C/C++ для акселератора Simulink и быстрых режимов Accelerator и для генерации компонента DPI.

Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

HDL Coder™ обеспечивает дополнительные параметры конфигурации, которые влияют на реализацию HDL и синтезируемую логику.

Архитектура HDL

Этот блок имеет одну, архитектуру HDL по умолчанию.

Свойства блока HDL

ConstrainedOutputPipeline	Количество регистров, чтобы поместить при выходных параметрах путем перемещения существующих задержек в рамках проекта. Распределенная конвейеризация не перераспределяет эти регистры. `Значением по умолчанию является 0`. Для получения дополнительной информации смотрите ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder).
InputPipeline	Количество входных настроек канала связи, чтобы вставить в сгенерированный код. Распределенная конвейеризация и ограниченная выходная конвейеризация могут переместить эти регистры. `Значением по умолчанию является 0`. Для получения дополнительной информации смотрите InputPipeline (HDL Coder).
OutputPipeline	Количество выходных настроек канала связи, чтобы вставить в сгенерированный код. Распределенная конвейеризация и ограниченная выходная конвейеризация могут переместить эти регистры. `Значением по умолчанию является 0`. Для получения дополнительной информации смотрите OutputPipeline (HDL Coder).

Ограничения

Вы не можете сгенерировать HDL-код для этого блока, если это в Resettable Synchronous Subsystem (HDL Coder).

Смотрите также

Frame To Pixels | visionhdl.MedianFilter | Median Filter (Computer Vision Toolbox)

Представленный в R2015a

Документация

Median Filter

Описание

Порты

Входной параметр

`pixel` — Входной пиксель или мультипиксельный вектор
скаляр | вектор

`ctrl` — Управляющие сигналы сопоставлены с пиксельным потоком
`pixelcontrol` шина

Вывод

`pixel` — Выходной пиксель или мультипиксельный вектор
скаляр | вектор

`ctrl` — Управляющие сигналы сопоставлены с пиксельным потоком
`pixelcontrol` шина

Параметры

`Neighborhood size` — Размер области изображений использовался для расчета медианы
`3×3` (значение по умолчанию) | `5×5` | `7×7`

`Padding method` — Метод для дополнения контура входного изображения
`Symmetric` (значение по умолчанию) | `Constant` | `Replicate` | `None`

`Padding value` — Значение раньше заполняло контур входного изображения
0 (значение по умолчанию) | целое число

Зависимости

`Line buffer size` — Размер буфера линии
2048 (значение по умолчанию) | целое число

Примеры модели

Удаление шума и повышение четкости изображения

Отфильтруйте мультипиксельные видеопотоки

Советы

Алгоритмы

Задержка

Производительность

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

Смотрите также

Документация Vision HDL Toolbox

Поддержка

Документация

Median Filter

Описание

Порты

Входной параметр

pixel — Входной пиксель или мультипиксельный вектор скаляр | вектор

ctrl — Управляющие сигналы сопоставлены с пиксельным потоком pixelcontrol шина

Вывод

pixel — Выходной пиксель или мультипиксельный вектор скаляр | вектор

ctrl — Управляющие сигналы сопоставлены с пиксельным потоком pixelcontrol шина

Параметры

Neighborhood size — Размер области изображений использовался для расчета медианы 3×3 (значение по умолчанию) | 5×5 | 7×7

Padding method — Метод для дополнения контура входного изображения Symmetric (значение по умолчанию) | Constant | Replicate | None

Padding value — Значение раньше заполняло контур входного изображения0 (значение по умолчанию) | целое число

Зависимости

Line buffer size — Размер буфера линии2048 (значение по умолчанию) | целое число

Примеры модели

Удаление шума и повышение четкости изображения

Отфильтруйте мультипиксельные видеопотоки

Советы

Алгоритмы

Задержка

Производительность

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Генерация HDL-кода Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

Смотрите также

Документация Vision HDL Toolbox

Поддержка

`pixel` — Входной пиксель или мультипиксельный вектор
скаляр | вектор

`ctrl` — Управляющие сигналы сопоставлены с пиксельным потоком
`pixelcontrol` шина

`pixel` — Выходной пиксель или мультипиксельный вектор
скаляр | вектор

`ctrl` — Управляющие сигналы сопоставлены с пиксельным потоком
`pixelcontrol` шина

`Neighborhood size` — Размер области изображений использовался для расчета медианы
`3×3` (значение по умолчанию) | `5×5` | `7×7`

`Padding method` — Метод для дополнения контура входного изображения
`Symmetric` (значение по умолчанию) | `Constant` | `Replicate` | `None`

`Padding value` — Значение раньше заполняло контур входного изображения
0 (значение по умолчанию) | целое число

`Line buffer size` — Размер буфера линии
2048 (значение по умолчанию) | целое число

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.