Operator FIRkernelNxM

Operator Library: Filter

運算子 FIRkernelNxM 會在每個像素周圍建立包含相鄰像素的矩形核心視窗。核心的大小可透過編輯輸出連結來定義。N 表示核心行數，M 表示核心列數。

	No FIR filter
	與其名稱相反，此運算子與 FIR 濾波器無關。它可用於產生濾波器輸入資料。

用於產生核心的其他運算子為 LineNeighboursNx1 與 PixelNeighbours1xM。

核心的中央元素一律代表對應位置的原始輸入像素。具有像素索引 x 與 y 以及核心索引 m 與 n 的輸出影像 O 是透過以下方式從輸入衍生而來：

$\text{[math]}$

並使用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$

在影像邊緣處，未定義相鄰像素。此運算子允許使用參數 EdgeHandling 來定義所需的邊緣處理演算法。

對於偶數大小的核心，沒有中央像素。在這種情況下，中央像素會位移至左上角，例如，大小為 4x4 的核心會將中央像素定義在 (1,1)，如下表所示。

0,0	0,1	0,2	0,3
1,0	1,1	1,2	1,3
2,0	2,1	2,2	2,3
3,0	3,1	3,2	3,3

核心是由行數與列數來描述。在 VisualApplets 中，N 表示行數，M 表示列數。通常，核心元素會透過其索引而不是座標來定址。在這種情況下，順序是逐行進行，如下表所示。

0	1	2	3
4	5	6	7
8	9	10	11
12	13	14	15

以下範例顯示由三個核心行與三個核心列組成的組合結果。所描繪運算子中的 3x3 矩陣提供了相對定址，用以定義各自核心的內容。輸出上的每個 3x3 叢集顯示了每個像素的不同核心值。

此範例未顯示每個像素的核心組態，而是顯示產生的子核心：位於索引 0 的第一個核心與位於索引 8 的最後一個核心。

以下範例顯示由兩個核心行與兩個核心列組成的組合結果。由於相對位址僅參考右側或下方的相鄰像素，因此無需對左側或頂部的內容執行邊緣處理。

比較最後兩個奇數與偶數核心大小的範例，可以看出 edgeMirroring 模式中 edgeHandling 功能的一個顯著行為。雖然奇數和偶數核心大小的 edgeMirroring 在頂部和左側邊界上的處理方式相同，但在底部和右側會產生稍微不同的結果。由於輸出影像尺寸較大，因此僅呈現第一筆（右上角）與最後一筆（右下角）輸入像素及其各自每個核心結果值的組態：

奇數核心大小的 EdgeMirroring 會使用來自等距資料區域的資料來填補缺少資料的區域。邊界會被保留且不會被複製。相同的原則也適用於填補偶數核心大小的頂部或左側區域。與此相對，填補底部或右側區域會在鏡射期間複製邊界。同樣地，這僅發生在偶數核心大小的情況下。

	偶數核心大小的 EdgeMirroring
	對於偶數大小的核心，填補底部或右側的區域會在鏡射期間複製邊界。

在技術上，此運算子會等待並緩衝核心所需的像素，直到可以平行輸出為止。因此，此運算子會造成延遲，因為像素只能在輸入端處理完所有對應的相鄰像素後才能輸出。行延遲為：

$\text{[math]}$

算子限制

ImageWidth < 2*Parallelism is not allowed.
不允許空白影像（即沒有像素的影像）。
不允許空白行或可變的行長度。

I/O Properties

Property	Value
Operator Type	M
Input Link	I, data input
Output Link	O, kernel output

支援的 Link 格式

Link Parameter	Input Link I	Output Link O
Bit Width	any	as I
Arithmetic	{unsigned, signed}	as I
Parallelism	{1, 2, 4, 8, 16, 32, 64}	as I
Kernel Columns	1	any
Kernel Rows	1	any
Img Protocol	{VALT_IMAGE2D, VALT_LINE1D}	as I
Color Format	any	as I
Color Flavor	any	as I
Max. Img Width	any	as I
Max. Img Height	any	as I

	輸入 bit width 的範圍為：對於無符號輸入：[1, 64] 對於有符號輸入：[2, 64] 對於無符號彩色輸入：[3, 63] 對於有符號彩色輸入：[6, 63]。
	如果使用了 VALT_LINE1D image protocol，則運算子為 P 型而非 M 型。
	OutputKernelColumns <= ImageWidth
	OutputKernelRows <= ImageHeight

參數

EdgeHandling
Type	static parameter
Default	EdgeMirrored
Range	{EdgeMirrored, EdgeConstant}
在影像邊緣處，不存在可用於產生 kernel 的相鄰像素。在此情況下，運算子可在兩種邊緣處理模式下使用：在 EdgeMirrored 模式下，影像邊緣會使用鏡射像素。在 EdgeConstant 模式下，邊緣處缺失的 kernel 元素會以常數值進行填充。此值可透過參數 Constant 來定義。

Constant
Type	static parameter
Default	0
Range	輸入 link I 的範圍
若參數 EdgeHandling 設為 EdgeConstant，此參數將定義影像邊界外像素的預設值。對於 Color Format，此值是一個無號整數，結合了所有色彩分量的二進位表示法。

使用範例

以下範例展示了 FIRkernelNxM 運算子的使用方式：

'Timing Synchronization'

Synchronization - 避免死結。
'Adaptive Threshold'

局部自適應閾值化的二值化範例。使用 8x8 像素的 kernel 大小。
「Nearest Neighbor Demosaicing」

範例 - Nearest Neighbor Bayer Demosaicing
「Bayer 3x3 Demosaicing」

範例 - 此範例展示使用 3x3 濾波器進行 Bayer RAW 模式的去馬賽克（demosaicing）。
「Bayer 5x5 Demosaicing」

範例 - 此範例展示使用 5x5 濾波器進行 Bayer RAW 模式的去馬賽克。
「Bayer 3x3 Demosacing with White Balancing」

範例 - 此範例展示使用 3x3 濾波器進行 Bayer RAW 模式的去馬賽克。此外，還加入了用於色彩校正的白平衡。
「Bayer 5x5 Demosacing with White Balancing」

範例 - 此範例展示使用 5x5 濾波器進行 Bayer RAW 模式的去馬賽克。此外，還加入了用於色彩校正的白平衡。
「Edge Sensitive Bayer Demosaicing Algorithm」

範例 - Edge Sensitive Laplace Bayer Demosaicing 濾波器
「Bayer Demosaicing Algorithm According to Laroche」

範例 - Laroche Bayer Demosaicing 濾波器
「Modified Laroche Bayer Demosaicing Algorithm 」

範例 - 資源最佳化的 Laroche Bayer Demosaicing 濾波器
'Bayer Demosaicing For Bilinear Line Scan Cameras with Color Pattern Red/BlueFollowedByGreen GreenFollowedByBlue/Red '

範例 - 此範例展示具有色彩模式 Red/BlueFollowedByGreen_GreenFollowedByBlue/Red 的雙線性線掃描相機之 Bayer RAW 模式去馬賽克
'Bayer Demosaicing For Bilinear Line Scan Cameras with Color Pattern RedFollowedByBlue GreenFollowedByGreen '

範例 - 此範例顯示具備 Red/BlueFollowedByBlue/Red_GreenFollowedByGreen 彩色圖樣的雙線性線型掃描相機之 Bayer RAW 圖樣去邊緣化處理
'Bayer Demosaicing a Line Scan Camera with 8 Bit BiColor Bayer Pattern'

範例 - 此範例顯示採用 BiColor Bayer 圖樣（例如 BiColorRGBG、BiColorGRGB、BiColorBGRG 與 BiColorGBGR，適用於 racer 2 L 相機等）之 CXP-12 線型掃描相機的 8 位元 Bayer RAW 圖樣去邊緣化處理。此外，該範例還包含一個線型掃描觸發模組以及一個白平衡模組。
'Bayer Demosaicing a Line Scan Camera with 10 Bit BiColor Bayer Pattern'

範例 - 此範例顯示採用 BiColor Bayer 圖樣（例如 BiColorRGBG、BiColorGRGB、BiColorBGRG 與 BiColorGBGR，適用於 racer 2 L 相機等）之 CXP-12 線型掃描相機的 10 位元 Bayer RAW 圖樣去邊緣化處理。此外，該範例還包含一個線型掃描觸發模組以及一個白平衡模組。
'Bayer Demosaicing a Line Scan Camera with 12 Bit BiColor Bayer Pattern'

範例 - 此範例顯示採用 BiColor Bayer 圖樣（例如 BiColorRGBG、BiColorGRGB、BiColorBGRG 與 BiColorGBGR，適用於 racer 2 L 相機等）之 CXP-12 線型掃描相機的 10 位元 Bayer RAW 圖樣去邊緣化處理。此外，該範例還包含一個線型掃描觸發模組以及一個白平衡模組。
"Co-Processor Median Filter"

範例 - 顯示 imaFlex 平台的協同處理器功能。作為範例，此處計算了 Median Filter。
"Co-Processor Large Filter Calculation"

範例 - 顯示 imaFlex 平台的協同處理器功能。作為範例，此處計算了一個大型濾鏡核心。
"Morphological Edge"

範例 - 將二值化侵蝕影像與原始影像進行比較。若兩者相異，則會偵測到邊緣。
"Kirsch Filter"

範例 - Kirsch Filter 是一種適用於無方向性邊緣的良好邊緣偵測濾鏡。
"Sobel Gradient X"

範例 - 僅在 X 方向上的 Sobel 濾鏡。
"Sobel Multi Gradient"

範例 - 涵蓋所有 4 個方向的 Sobel 濾鏡。
"Close"

範例 - 顯示套用於二值化影像的數學形態學閉運算之實作。
"Open"

範例 - 顯示套用於二值化影像的數學形態學開運算之實作。
"Averaging 3x3"

範例 - 一個簡單的 3x3 方框濾鏡。
"Gaussian Filter 5x5"

範例 - 使用 5x5 核心的高斯濾鏡。
"Median Filter 5x5"

範例 - Applet 會對影像套用 5x5 Median Filter。
'Filter Basics'

範例 - 解釋濾波器的實作。
'Parallel Filters'

範例 - 平行使用兩個濾波器的範例。
'Filter Sub Kernels'

範例 - 顯示如何從濾波器中擷取子核心以取得原始影像資料。此範例執行簡單的局部自適應二值化。
'Filter for Line Scan Cameras'

範例 - 解釋如何為線陣相機實作濾波器。
'High Boost Sharpening Filter'

範例 - 用於銳化的高提升 Laplace 濾波器
'Laplace Filter 3x3'

範例 - 3x3 Laplace 濾波器。
'Laser Pointer Detection'

範例 - 使用高強度斑點係數進行卷積。對於高於閾值的結果，相應的像素將被染成紅色。
'使用迴圈的 Depth From Focus'

範例 - 使用迴圈的 Depth From Focus
'Normalized Cross Correlation'

範例 -
'Dead Pixel Replacement'

範例 - 此範例展示了自動壞點偵測與替換。

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