Поиск краев объектов в потоке пикселов оттенков серого
Панель инструментов Vision HDL/Анализ и усовершенствование
Блок «Детектор краев» находит края в потоке пикселов в градациях серого с помощью методов Собеля, Превитта или Робертса. Блок свертывает входные пиксели матрицами аппроксимации производных, чтобы найти градиент величины пикселя вдоль двух ортогональных направлений. Затем он сравнивает сумму квадратов градиентов с квадратом конфигурируемого порога, чтобы определить, представляют ли градиенты ребро.
По умолчанию блок возвращает двоичное изображение в виде потока значений пикселей. Значение пикселя, равное 1, указывает, что пиксель является краем. Вывод ребер можно отключить. Можно также включить вывод значений градиента в двух ортогональных направлениях в каждом пикселе.
Этот блок использует потоковый пиксельный интерфейс с шиной для сигналов управления кадрами. Этот интерфейс позволяет блоку работать независимо от размера и формата изображения. Пиксельные, краевые и градиентные порты этого блока поддерживают потоковую или многопиксельную потоковую передачу. Потоковая передача одного пикселя принимает и возвращает одно значение пикселя за каждый тактовый цикл. Multipixel streaming принимает и возвращает вектор 4 или 8 пикселей за тактовый цикл для поддержки форматов с высокой частотой кадров или высоким разрешением. Вместе с пикселем блок принимает и возвращает pixelcontrol шина, содержащая пять управляющих сигналов. Сигналы управления указывают достоверность каждого пикселя и его местоположение в кадре. Для многопиксельной потоковой передачи один набор управляющих сигналов применяется ко всем четырем или восьми пикселям в векторе. 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.
Блок «Детектор краев» обеспечивает три способа обнаружения краев во входном изображении. Методы используют различные матрицы аппроксимации производных, чтобы найти два ортогональных градиента. Методы Собеля и Превитта рассчитывают градиент в горизонтальном и вертикальном направлениях. Метод Робертса вычисляет градиенты при 45 и 135 градусах. Блок использует те же матрицы, что и блок обнаружения краев в Computer Vision Toolbox™.
При использовании многопиксельной потоковой передачи блок использует однострочную память и параллельно реализует фильтры NumberOfPixels. Это увеличение аппаратных ресурсов является компромиссом для увеличения пропускной способности по сравнению с однопиксельной потоковой передачей.
| Метод | Направление 1 | Направление 2 |
|---|---|---|
| Sobel | ||
| Prewitt | ||
| Робертс |
Примечание
Коэффициенты Превитта требуют дополнительных битов точности, поскольку они не являются степенями двух. Блок использует 16 битов для представления коэффициентов Превитта. Для 8-битного ввода размер градиентов полной точности по умолчанию составляет 27 бит. При использовании метода Prewitt рекомендуется уменьшить длину слова, используемого для вычисления градиента. Установите флажок «Вывести компоненты градиента», а затем на вкладке «Типы данных» задайте меньшую длину слова с помощью параметра «Тип данных градиента».
Блок свертывает окрестность входного пикселя с производными матрицами, D1 и D2. Затем он сравнивает сумму квадратов градиентов с квадратом порога. Вычисление квадрата порога позволяет избежать построения схемы квадратного корня. Блок преобразует градиенты в тип, указанный на вкладке «Типы данных». Преобразование типа на квадрате порога соответствует типу суммы квадратов градиентов.
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.
