Документация

Что такое интерфейс потокового пикселя?

В оборудовании обработка целой системы координат видео в свое время имеет высокую стоимость в памяти и области. Для экономии ресурсов последовательная обработка предпочтительна в HDL- проектов. Блоки Vision HDL Toolbox™ и системные объекты работают с пикселем, линией или окрестностями, а не с системой координат. Блоки и объекты принимают и генерируют видеоданные как последовательный поток пиксельных данных и сигналов управления. Сигналы управления указывают относительное положение каждого пикселя в изображении или видеокадре. Протокол имитирует синхронизацию видеосистемы, включая неактивные интервалы между системами координат. Каждый блок или объект работает без полного знания формата изображения и может переносить несовершенные сроки линий и систем координат.

Все блоки Vision HDL Toolbox и системные объекты поддерживают потоковую передачу с одним пикселем (с 1 пикселем за цикл). Некоторые блоки и системные объекты также поддерживают многопиксельную потоковую передачу (с 4 или 8 пикселями за цикл) для видео с высокой скоростью или высоким разрешением. Мультипиксельная потоковая передача увеличивает аппаратные ресурсы для поддержки более высокого разрешения видео с тем же оборудованием часов, что и видео с меньшим разрешением. Генерация HDL-кода для многопиксельной потоковой передачи не поддерживается системными объектами. Используйте эквивалентные блоки для генерации HDL-кода для мультипиксельных алгоритмов.

Как Работа интерфейс потокового пикселя?

Системы видеосъемки сканируют видеосигналы слева направо и сверху вниз. Когда эти системы сканируются, они генерируют неактивные интервалы между линиями и системами координат активного видео.

Горизонтальный интервал гашения состоит из неактивных циклов между концом одной линии и началом следующей линии. Этот интервал часто разделяется на две части: переднее крыльцо и заднее крыльцо. Эти условия являются результатом импульса синхронизации между линиями в аналоговых видеоволнах. Переднее крыльцо - это количество выборок между концом активной линии и импульсом синхронизации. Заднее крыльцо - это количество выборок между импульсом синхронизации и началом активной линии.

Интервал вертикального гашения состоит из неактивных циклов между конечной активной линией одной системы координат и стартовой активной линией следующей системы координат.

Шаблон сканирования требует начальных и конечных сигналов как для горизонтального, так и для вертикального направления. Протокол потокового пикселя Vision HDL Toolbox включает интервалы гашения и позволяет настраивать размер активной и неактивной системы координат.

На схеме системы координат синяя затененная область слева и справа от активной системы координат указывает горизонтальный интервал гашения. Оранжевая заштрихованная область над и под активной системой координат указывает на вертикальный интервал гашения. Дополнительные сведения об интервалах гашения см. в разделе Настройка интервалов гашения.

Зачем использовать потоковый пиксельный интерфейс?

Преобразование потока пикселей с использованием блоков и системных объектов

В Simulink^®, используйте блок Frame To Pixels для преобразования видеокадровых данных в поток пикселей и управляющих сигналов, которые соответствуют этому протоколу. Управляющие сигналы сгруппированы в невиртуальный тип данных шины, называемый pixelcontrol. Можно сконфигурировать блок, чтобы вернуть поток пикселей с 1, 4 или 8 пикселями за цикл.

В MATLAB^®, используйте visionhdl.FrameToPixels объект для преобразования видеокадровых данных в поток пикселей и управляющих сигналов, которые соответствуют данному протоколу. Сигналы управления сгруппированы в тип данных структуры. Можно сконфигурировать объект, чтобы создать поток пикселей с 1, 4 или 8 пикселями за цикл.

Если ваше входное видео уже находится в последовательном формате, можно спроектировать собственную логику, чтобы сгенерировать pixelcontrol управляющие сигналы от существующей схемы последовательного управления. Например, см. «пример сигналов управления камерой в формат pixelcontrol» и «Интеграция блоков Vision HDL в систему Ссылка».

Временная схема последовательного интерфейса с одним пикселем

Чтобы проиллюстрировать протокол потокового пикселя, этот пример преобразует систему координат в последовательность сигналов управления и данных. Рассмотрим изображение 2 на 3 пикселя. Чтобы смоделировать интервалы гашения, сконфигурируйте сериализованное изображение, чтобы включать неактивные пиксели в эти области вокруг активного изображения:

Можно сконфигурировать размерности активных и неактивных областей с помощью блока Frame To Pixels или visionhdl.FrameToPixels объект.

На рисунке активная область изображения находится в штриховом прямоугольнике, и неактивные пиксели окружают его. Пиксели маркируются своими значениями в градациях серого.

Блок или объект сериализует изображение слева направо по одной линии за раз. Временная схема показывает управляющие сигналы и пиксельные данные, которые соответствуют этому изображению, которое является последовательным выходом блока Frame To Pixels для этой системы координат, сконфигурированным для потоковой передачи с одним пикселем.

Для получения примера, использующей блок Frame to Pixels для сериализации изображения, смотрите Проект Алгоритмы обработки видео для HDL в Simulink.

Для примера использование FrameToPixels Объект сериализации образа см. раздел Проекта аппаратного фильтра изображений в MATLAB.

Временная схема мультипиксельного последовательного интерфейса

Этот пример преобразует систему координат в мультипиксельный поток с 4 пикселями за цикл и соответствующими управляющими сигналами. Рассмотрим систему координат шириной 64 пикселя с этими неактивными областями вокруг активного изображения.

Блок Frame to Pixels, сконфигурированный для многопиксельной потоковой передачи, возвращает векторы пикселей, сформированные из пикселей каждой линии в системе координат слева направо. Эта схема показывает верхний левый угол системы координат. Серые пиксели показывают активную область системы координат, а нулевые пиксели представляют пиксели гашения. Метка на каждом активном пикселе представляет расположение пикселя в системе координат. Подсвеченные рамки показывают наборы пикселей, транслируемых в один цикл. Пиксели в неактивной области также передаются по четыре за раз. Серый ящик показывает четыре пикселя гашения, стримированные цикл перед началом активной системы координат. В синем поле показаны значения четырех пикселей, передаваемые по потоку в первом действительном цикле системы координат, а в оранжевом - значения четырех пикселей, передаваемые по второму действительному циклу системы координат. В зеленом поле показаны первые четыре пикселя следующей активной линии.

Эта форма волны показывает мультипиксельные потоковые данные и сигналы управления для первой линии той же системы координат, передаваемые по потоку с 4 пикселями за цикл. The pixelcontrol сигналы, которые применяются к каждому набору значений четырех пикселей, показаны ниже сигналов данных. Потому что вектор имеет только один valid сигнал, пиксели в векторе все действительны или все недопустимы. The hStart и vStart сигналы применяются к пикселю с самым низким индексом в векторе. The hEnd и vEnd сигналы применяются к пикселю с самым высоким индексом в векторе.

Перед показанным периодом времени начальные вертикальные пиксели гашения передаются по четыре за раз с установленными на false всеми сигналами управления. Эта форма волны показывает пиксельный поток первой линии изображения. Серый, синий и оранжевый ящики соответствуют подсвеченным областям схемы системы координат. После завершения первой линии поток имеет два цикла горизонтального гашения, который содержит 8 недопустимых пикселей (переднее и заднее крыльцо). Затем форма волны показывает следующую линию в потоке, начиная с зеленого ящика.

Для примера модели, которая использует мультипиксельную потоковую передачу, смотрите Filter Multipixel Video Streams.