Морфологическое расширение данных пикселей полутонового цвета
Vision HDL Toolbox/Морфологические операции
Блок Grayscale Dilation выполняет морфологическое расширение потока значений интенсивности пикселей. Можно задать окрестность или элемент структурирования до 32 на 32 пикселей. Для элементов структурирования линии, квадрата или прямоугольника шириной более 8 пикселей, блок использует алгоритм Ван Херка, чтобы найти максимальное значение пикселя. Этот алгоритм использует только три компаратора, чтобы найти максимумы всех строк, а затем использует дерево сравнения, чтобы найти максимальное значение пикселя результатов строки.
Для элементов структурирования шириной менее 8 пикселей или содержащих нулевые элементы, блок реализует конвейерное дерево сравнения для каждой строки окрестности. Дополнительное дерево сравнения находит максимальное значение пикселя результатов строки. Если элемент структурирования содержит нули, которые исключают пиксели, алгоритм сохраняет аппаратные ресурсы, не реализуя компараторы для этих пиксельных местоположений.
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.
Блок заполняет изображение нулями для операции расширения. Для получения дополнительной информации см. раздел «Ребро».
Для элементов структурирования линий, квадратов или прямоугольников шириной более 8 пикселей, блок реализует алгоритм Ван Херка. Все пиксели в элементе структурирования должны быть установлены на единицу. Блок разлагает элемент структурирования на строки и последовательно находит максимальное значение пикселя в каждой строке с помощью алгоритма Ван Херка. Если размер входного кадра не является произведением m пикселей, линии память также добавляет горизонтальное заполнение к кратному m. Эта реализация использует всего три компаратора для всех строк. Затем, если существует более одной строки, она вычисляет максимальное значение пикселя результатов строки с помощью дерева сравнения. Схема указывает задержку каждого блока расчета.
Ядро Van Herk вычисляет бегущий максимум вперед и бегущий назад максимум значений пикселей в каждой строке окрестности. Для этого расчета пиксели в строке должны быть буферизованы, а порядок - противоположным. Буфер добавляет задержку относительно реализации дерева сравнения. Mirror Buffer является RAM ping-pong на m пикселей, где одна память считывает значения в обратном порядке во время записи другой памяти. В ядре используются компараторы 3 + n -1.
Для элементов структурирования шириной менее 8 пикселей или с одним или несколькими пикселями, установленными на нуль, блок реализует дерево сравнения.
Схема показывает архитектуру операции расширения. Алгоритм находит максимальное значение пикселя каждой строки окрестности параллельно. Затем он вычисляет максимальное значение пикселей строк, используя другое дерево сравнения. Схема указывает задержку каждого блока расчета.
Для прямоугольной окрестности, которая имеет m пикселей в ширину, деревья сравнения первого этапа содержат m - 1 компаратора по лог2 (m) тактам. Для образца, для прямоугольной области шириной 7 пикселей, дерево сравнения имеет шесть компараторов за 3 такта.
Если заданная окрестность содержит нули, сгенерированный HDL исключает компаратор для нулевых расположений. Задержка трубопровода через дерево сравнения не меняется. Например, для непрямоугольной окрестности с строкой [0 0 1 1 0 0 1]дерево сравнения для этой строки содержит два компаратора и все еще использует 3 такта.
Задержкой операции является задержка буфера линии плюс задержка вычисления ядра. Задержка буфера линии включает заполнение ребра.
Задержка ядра Ван Херка для окрестности с m -by n пикселей составляет 2 m + log2 (n). Блок реализует это ядро для элементов структурирования линий, квадратов или прямоугольников шириной более 8 пикселей, при этом никакие пиксели не равны нулю.
Задержка ядра дерева сравнения для окрестности m -by- n пикселей - log2 (m) + log2 (n). Блок реализует это ядро для структурирования элементов шириной менее 8 пикселей или с одним или несколькими пикселями, установленными на нуль.
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.
Frame To Pixels | Grayscale Erosion | visionhdl.GrayscaleDilation | Dilation (Computer Vision Toolbox)
