2-D двусторонняя фильтрация
Панель инструментов/фильтрация HDL Vision
Блок «Двусторонний фильтр» фильтрует изображения с сохранением кромок. В некоторых случаях двусторонняя фильтрация приводит к обесцвечиванию с сохранением краев, отделению текстуры от освещения и к закрашиванию для улучшения краев. Фильтр заменяет каждый пиксель в центре окрестности на среднее значение, которое вычисляется с использованием пространственных и интенсивных гауссовых фильтров. Блок определяет коэффициенты фильтра из:
Пространственное расположение в окрестности (аналогично гауссову фильтру размытия)
Разность интенсивности от значения соседнего центра
Блок обеспечивает два стандартных параметра отклонения для независимого управления коэффициентами пространственного и интенсивности.
Этот блок использует потоковый пиксельный интерфейс с pixelcontrol шина для сигналов управления кадрами. Этот интерфейс позволяет блоку работать независимо от размера и формата изображения. Все блоки Vision HDL Toolbox™ используют один и тот же потоковый интерфейс. Блок принимает и возвращает значение скалярного пикселя и шину, которая содержит пять управляющих сигналов. Сигналы управления указывают достоверность каждого пикселя и его местоположение в кадре. Чтобы преобразовать кадр (матрицу пикселей) в последовательный поток пикселей и управляющие сигналы, используйте блок «От кадра к пикселям». Полное описание интерфейса см. в разделе Потоковый пиксельный интерфейс.
При использовании блока с буфером внутренней линии внутри включенной подсистемы (Simulink) шаблон разрешенного сигнала должен поддерживать синхронизацию потока пикселей, включая минимальные интервалы гашения. Если шаблон включения искажает синхронизацию потока пикселей, могут появиться частичные выходные кадры, поврежденные сигналы управления потоком пикселей или несоответствия между результатами моделирования Simulink ® и HDL. Возможно, потребуется увеличить интервалы гашения, чтобы выдержать циклы при низком значении параметра enable. Дополнительные сведения см. в разделе Настройка интервалов гашения.
Двусторонний фильтр может быть описан как фильтр Гаусса в пространственном измерении, который изменяет коэффициенты второго фильтра Гаусса, который работает на интенсивности.
Алгоритм сохраняет N-1 строки так, что он может формировать матрицу N-на-N пикселей, соответствующих размеру окрестности. Затем он применяет два гауссовых фильтра к каждой окрестности. Коэффициенты фильтра вычисляются на основании пространственных отклонений и среднеквадратических отклонений интенсивности.
Операция «Вычитание центра» создает значение пикселя, равное нулю в центре окрестности. Для аппаратной реализации и для моделирования типов данных с фиксированной точкой или целым числом вычисление в пунктирной области осуществляется с помощью таблицы поиска предварительно вычисленных значений для каждого пикселя. Поскольку значение центра всегда равно нулю, u2 и eu всегда равны единице и не вычисляются. Для ввода с плавающей запятой моделирование вычисляет u2 и eu, как показано на рисунке. На выходе пунктирной области используется указанный тип данных коэффициента. Q блоков на диаграмме показывают точки квантования.
Алгоритм реализует заключительный этап нормализации с ответной таблицей поиска в аппаратной реализации. Таблица поиска имеет 2048 местоположений, так что сумма коэффициентов квантуется до наиболее значимых 11 битов. Обратные значения используют указанный тип выходных данных плюс минимум два целых бита, если тип данных еще не включает их. Значение обратного поиска для нулевой суммы является максимальным представимым значением в типе данных коэффициента. Для нормализации с плавающей запятой моделирование обнаруживает нулевую сумму и вместо этого делит на eps() дивидендов.
Значение выходного пикселя затем приводится к указанному типу выходных данных. Фильтр использует весь диапазон типа данных, поэтому, если цветовое пространство использует меньше, чем полный диапазон, может потребоваться масштабировать значения пикселов.
Примечание
При фильтрации многокомпонентных (цветных) пикселей могут возникать ложные цвета, если операция не выполняется в цветовом пространстве, основанном на человеческом восприятии, таком как CIELab. Двусторонняя фильтрация цветового пространства R 'G' B' не рекомендуется.
Задержка блока - это задержка буфера строки плюс задержка вычисления ядра. Задержка линейного буфера по умолчанию включает заполнение границ. Задержка операции заполнения зависит от размера ядра. Если заполнение кромок не требуется для конструкции, можно уменьшить задержку, установив для параметра метода Padding значение None. При использовании этого параметра задержка блока не зависит от размера ядра. Чтобы определить точную задержку для любой конфигурации блока, измерьте количество временных шагов между входным и выходным сигналами управления.
Примечание
При использовании заполнения краев используйте интервал горизонтального гашения, превышающий вдвое ширину ядра. Этот интервал позволяет блоку завершить обработку одной строки, прежде чем он начнет обработку следующей строки, включая добавление пикселов заполнения до и после активных пикселов в строке. Стандартные форматы потокового видео используют интервал горизонтального гашения около 25% ширины кадра. Этот интервал намного больше, чем фильтры, применяемые к каждому кадру. При отключении заполнения краев интервал горизонтального гашения должен быть не менее 12 циклов и не зависит от размера ядра. Если используется пользовательский формат видео, установите интервал горизонтального гашения с помощью параметров блока «От кадра до пикселов». Интервал горизонтального гашения равен сумме пикселей на строку - активным пикселям на строку или, что эквивалентно, передней части + задней части. Дополнительные сведения см. в разделе Настройка интервалов гашения.
