排序滤波器
更新于 2015.06.01
设计
排序滤波器
版本
1.0
更改于
2015-05-21
源文件
IP-GUI
功能
排序滤波器，通常用于保留边缘的去噪。
将会在输入使能后的加法级数 + 2个周期后给出第一个输出。
文件
| 名字 | 功能 |
|---|---|
| RankFilter.v | 顶层文件 |
| RankFilter_TB.sv | 测试平台 |
参数
| 名字 | 类型 | 范围 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| work_mode | 无符号 | 0为流水线模式，1为请求响应模式 | 0 | 工作模式 |
| window_width | 无符号 | 2 - 15 | 3 | 窗口的宽度和高度。 |
| color_width | 无符号 | 1 - 12 | 8 | 色彩位宽。 |
| sum_stage | 无符号 | 取决于窗口宽度，为int(log8(window_width^2)) + 1。 | 3 | 加法级数。 |
| full_win_bits | 无符号 | 取决于窗口大小 | 4 | 窗口总大小的位宽。 |
端口
| 名字 | 端口 | 类型 | 范围 | 默认值 | 说明 | clk | 输入 | 无符号 | 无 | 无 | Clock. |
|---|---|---|---|---|---|
| rst_n | 输入 | 无符号 | 无 | 无 | 复位，低有效。 |
| rank | 输入 | 无符号 | full_win_bits - 1 : 0 | 无 | 输出序号，如果是整个窗口大小的一半，模块工作为中值滤波器，等等。 |
| in_enable | 输入 | 无符号 | 无 | 无 | 输入数据使能，在流水线模式下，它是另一个复位信号，在请求响应模式下，只有在它有效的时候in_data才会被真正地改变。 |
| in_data | 输入 | 无符号 | color_width * window_width * window_width - 1 : 0 | 无 | 输入数据，必须和in_enable同步输入。 |
| out_ready | output | 无符号 | 无 | 无 | 输出数据有效，在两种模式下，这个信号都会在out_data可以被读取的时候有效。 |
| out_data | output | 无符号 | color_width - 1 : 0 | 无 | 输出数据，将会和out_ready同步输出。 |
仿真
此模块的仿真仅仅支持灰度图像！
波形
流水线模式
请求响应模式
原始图像
结果图像
左侧为请求响应模式下的HDL功能仿真结果，中间为流水线模式下的HDL功能仿真结果，右侧为软件仿真结果
3x3窗口的排序滤波器
5x5窗口的排序滤波器
3x3窗口的极大值滤波器
PSNR
| 1-3-4 | 1-3-8 | 1-5-12 | 1-5-24 | 2-3-4 | 2-3-8 | 2-5-12 | 2-5-24 | Total |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1000000.00 | 1000000.00 | 1000000.00 | 1000000.00 | 1000000.00 | 1000000.00 | 1000000.00 | 1000000.00 | 1000000.00 |
资源消耗
3x3的窗口。
| Slice LUTs* | Slice Registers |
|---|---|
| 377 | 228 |
时序
3x3的窗口。
最大的数据路径延迟为3.705ns，所以:
FMax = 269.90MHz