2-D двустороннюю фильтрацию
Vision HDL Toolbox/Фильтрация
Блок Bilateral Filter фильтрует изображения при сохранении ребер. Некоторые применения двусторонней фильтрации являются обесцениванием при сохранении ребер, отделением текстуры от освещения и карикатурой для улучшения ребер. Фильтр заменяет каждый пиксель в центре окрестности средним значением, которое вычисляется с помощью пространственных и интенсивных Гауссовых фильтров. Блок определяет коэффициенты фильтра из:
Пространственное расположение по соседству (подобно Гауссову фильтру размытия)
Интенсивность, различие от значения центра окрестности
Блок предоставляет два стандартных параметра отклонения для независимого управления пространственными и коэффициентами интенсивности.
Этот блок использует интерфейс потокового пикселя с pixelcontrol шина для сигналов управления системой координат. 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 скалярное значение пикселя и шину, которая содержит пять сигналов управления. Сигналы управления указывают валидность каждого пикселя и его местоположение в системе координат. Чтобы преобразовать систему координат (пиксельную матрицу) в последовательный поток пикселей и сигналы управления, используйте блок Frame To Pixels. Полное описание интерфейса см. в разделе Потоковый пиксельный интерфейс.
Когда вы используете блок с внутренним буфером линии внутри Enabled Subsystem (Simulink), шаблон сигнала включения должен поддерживать синхронизацию потока пикселей, включая минимальные интервалы гашения. Если шаблон enable повреждает синхронизацию потока пикселей, вы можете увидеть частичные выходные системы координат, поврежденные сигналы управления потоком пикселей или несоответствия между Simulink® и результаты симуляции HDL. Вам может потребоваться увеличить интервалы гашения, чтобы соответствовать циклам, когда активация низкая. Дополнительные сведения см. в разделе Настройка интервалов гашения.
Двусторонний фильтр может быть описан как Гауссов фильтр в пространственной размерности, который изменяет коэффициенты второго Гауссова фильтра, который работает с интенсивностью.
Алгоритм хранит N -1 линиях, чтобы он мог сформировать N -by - N матрицу пикселей, соответствующих Neighborhood size. Затем он применяет два Гауссова фильтра на каждом районе. Коэффициенты фильтра вычисляются из пространственных и стандартных отклонений интенсивности.
Операция Subtract Center создает пиксельное значение нуля в центре окрестности. Для аппаратной реализации и для симуляции типов данных с фиксированной или целочисленной точкой вычисление в штриховой области реализуется с интерполяционной таблицей предварительно вычисленных значений для каждого пикселя. Потому что центральное значение всегда равняется нулю, u2 и eu всегда являются единичными и не вычисляются. Для входов с плавающей точкой, симуляция вычисляет u2 и eu как показано. В выходе штриховой области используется заданный тип данных коэффициента. Блоки Q на схеме показывают точки квантования.
Алгоритм реализует конечный шаг нормализации с ответной интерполяционной таблицей в аппаратной реализации. Интерполяционная таблица имеет 2048 местоположений, поэтому сумма коэффициентов квантуется до наиболее значимых 11 бит. Взаимные значения используют заданный тип выходных данных плюс минимум два целочисленных бита, если тип данных их еще не включает. Обратное значение поиска для нулевой суммы является максимально представимым значением в типе данных коэффициента. Для нормализации с плавающей точкой симуляция обнаруживает нулевую сумму и вместо этого делит на eps() дивидендов.
Значение выходного пикселя затем приведено к указанному типу выходных данных. Фильтр использует всюсь область значений типов данных, поэтому, если ваше цветовое пространство использует меньше, чем вся область значений, вам, возможно, потребуется перерассчитать значения пикселей.
Примечание
При фильтрации многокомпонентных (цветных) пикселей могут возникнуть ложные цвета, если операция не выполняется в цветовом пространстве, основанном на восприятии человека, таком как CIELab. Двусторонняя фильтрация цветового пространства R 'G' B' не рекомендуется.
Задержка блока - это задержка буфера линий плюс задержка вычисления ядра. Задержка буфера линии включает заполнение ребра по умолчанию. Задержка операции заполнения зависит от размера ядра. Если заполнение ребра не обязательно для вашего проекта, можно уменьшить задержку, установив параметр Padding method равным None. Когда вы используете эту опцию, задержка блока не зависит от размера вашего ядра. Чтобы определить точную задержку для любого строения блока, измерьте количество временных шагов между входом и выходным сигналами управления.
Примечание
Когда вы используете ребро, используйте горизонтальный интервал гашения, больше, чем в два раза ширина ядра. Этот интервал позволяет блоку закончить обработку одной линии до начала обработки следующей, включая добавление пикселей заполнения до и после активных пикселей в линии. Стандартные форматы потокового видео используют горизонтальный интервал гашения, составляющий около 25% ширины системы координат. Этот интервал намного больше, чем фильтры, примененные к каждой системе координат. Когда вы отключаете заполнение ребра, горизонтальный интервал гашения должен быть не менее 12 циклов и не зависит от размера ядра. Если вы используете пользовательский формат видео, установите горизонтальный интервал гашения при помощи Frame To Pixels параметров блоков. Горизонтальный интервал гашения равен Total pixels per line - Active pixels per line или, эквивалентно, Front porch + Back porch. Дополнительные сведения см. в разделе Настройка интервалов гашения.
