Найти ребра объектов в полутоновом потоке пикселей
Vision HDL Toolbox/Анализ и совершенствование
Блок Edge Detector находит ребра в полутоновом потоке пикселей с помощью метода Собеля, Предвитта или Робертса. Блок свертывает входные пиксели с помощью производных матриц приближения, чтобы найти градиент пиксельной величины по двум ортогональным направлениям. Затем он сравнивает сумму квадратов градиентов с квадратом конфигурируемого порога, чтобы определить, представляют ли градиенты ребро.
По умолчанию блок возвращает бинарное изображение как поток значений пикселей. Значение пикселя 1 указывает, что пиксель является ребром. Можно отключить ребро выхода. Можно также включить выход значений градиента в двух ортогональных направлениях в каждом пикселе.
Этот блок использует интерфейс потокового пикселя с шиной для сигналов управления системой координат. Этот интерфейс позволяет блоку работать независимо от размера и формата изображения. Порты pixel, Edge и градиента на этом блоке поддерживают потоковую передачу в один пиксель или многопиксельную потоковую передачу. Потоковая передача с одним пикселем принимает и возвращает одно значение пикселя каждый такт. Мультипиксельная потоковая передача принимает и возвращает вектор 4 или 8 пикселей за тактовый цикл для поддержки форматов с высокой частотой кадров или с высоким разрешением. Вместе с пикселем блок принимает и возвращает pixelcontrol шина, содержащая пять управляющих сигналов. Сигналы управления указывают валидность каждого пикселя и их местоположение в системе координат. Для многопиксельной потоковой передачи один набор управляющих сигналов применяется ко всем четырем или восьми пикселям в векторе. 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.
Блок Edge Detector предоставляет три способа обнаружения ребер в вход изображении. Методы используют различные производные матрицы приближения, чтобы найти два ортогональных градиента. Методы Собеля и Предвитта вычисляют градиент в горизонтальном и вертикальном направлениях. Метод Робертса вычисляет градиенты в 45 степенях и 135 степенях. Блок использует те же матрицы, что и блок Edge Detection в Computer Vision Toolbox™.
Когда вы используете мультипиксельную потоковую передачу, блок использует одну линейную память и реализует NumberOfPixels фильтры параллельно. 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 Prewitt требуют дополнительных бит точности, потому что они не являются степенями двойки. Блок использует 16 биты, чтобы представлять коэффициенты Prewitt. Для 8-битного входа размер по умолчанию градиентов полной точности составляет 27 биты. При использовании метода Prewitt рекомендуется уменьшить размер слова, используемого для вычисления градиента. Установите флажок Output the gradient components, а затем на вкладке Data Types укажите меньший размер слова с помощью Gradient Data Type.
Блок свертывает окрестность входного пикселя с производными матрицами, D1 и D2. Затем он сравнивает сумму квадратов градиентов с квадратами порога. Вычисление квадрата порога избегает построения квадратного корня схемы. Блок приводит градиенты к типу, заданному на вкладке Data Types. Преобразование типа на квадрат порога совпадает с типом суммы квадратов градиентов.
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.
