Ин таҳқиқот чор амали асосии пикселиро дар тасвирҳои рақамӣ бо равиши тарҳи муштарак, ки MATLAB ва Verilog HDL-ро якҷо истифода мебарад, модел мекунад. MATLAB барои табдил додани тасвир ба файли додаҳои hexadecimal, ки дар симулятсияи сахтафзор хонда мешавад, ва барои бознамоиши натиҷаҳо; Verilog бошад барои татбиқи алгоритмҳои posterization, ҷудокунии канали сурх, илова кардани тобиши сурх ва сохтани тобиши гарми сурх дар сатҳи пиксел истифода шудааст.

Муҳаққиқон гузориш додаанд, ки додаҳои ҳаштбитии каналҳои сурх, сабз ва кабуд дар муҳити Vivado XSim коркард шуда, сигналҳои идоракунӣ ва баромадҳои RGB ҳамоҳанг кор кардаанд. Дар як тасвири ҳавопаймо аз маҷмӯаи додаҳои Kodak, ду сатҳи гуногуни квантизатсияи posterization, ҷудокунии канали сурх ва ду табдили гуногуни тобиши ранг ба таври визуалӣ нишон дода шудаанд.

Натиҷаи асосии таҳқиқот ин аст, ки ин чор амали сода метавонанд бо модулҳои Verilog ба таври функсионалӣ модел карда шаванд. Аммо тарҳ ба тахтаи воқеии FPGA бор нашуда, захираҳои сахтафзории синтезшуда шарҳ дода нашудаанд ва ченакҳои миқдорӣ ба монанди таъхир, басомади соат, шумораи кадр дар як сония, масрафи қувва ё сифати тасвир дода нашудаанд. Аз ин рӯ, таҳқиқот татбиқи сахтафзоре нест, ки иҷрои воқеии вақти коркарди тасвирро исбот кунад; балки чаҳорчӯбаи симулятсионӣ ва таълимӣ барои омодагӣ ба амалисозии сахтафзор аст.

Масъалаи баррасишаванда чист?

Коркарди тасвирҳои рақамӣ барои табдил ва таҳлили додаҳои визуалӣ дар соҳаҳое мисли тасвирбардории тиббӣ, зондкунии дурдаст, низомҳои назоратӣ, электроникаи маишӣ ва воситаҳои нақлиёти автономӣ истифода мешавад. Азбаски тасвирҳои баландсифат шумораи зиёди пиксел доранд, як амали якхела метавонад миллионҳо маротиба такрор шавад.

Протсессорҳои умумӣ метавонанд ин амалҳоро тавассути нармафзор иҷро кунанд. Аммо татбиқи амали яксон ё монанд ба ҳар пиксели тасвир сохтори масъалаеро ба вуҷуд меорад, ки ба кори параллелӣ мувофиқ аст. Сахтафзори аз нав танзимшаванда мисли FPGA метавонад имкон диҳад, ки роҳҳои дода ва pipeline-ҳо сохта шаванд, ки якчанд амалро ҳамзамон иҷро кунанд.

Ҳадафи муҳаққиқон сохтани низоми пешрафтаи таҳлили тасвир нест, балки нишон додани он аст, ки чор табдили асосии ранг чӣ гуна аз MATLAB ба Verilog интиқол дода шуда, дар симулятсияи Verilog санҷида мешаванд. Саволи асосии таҳқиқот чунин ҷамъбаст мешавад:

Вақте тасвир бо MATLAB ба додаҳои мувофиқ барои симулятсияи сахтафзор табдил дода мешавад, оё posterization ва амалҳои каналҳои ранг метавонанд бо Verilog HDL дуруст модел шаванд?

Ҷараёни тарҳи муштараки MATLAB–Verilog чӣ гуна кор мекунад?

Дар таҳқиқот раванди коркарди тасвир ба қабатҳои нармафзор ва тавсифи сахтафзор ҷудо шудааст:

1. Тасвири воридотӣ дар MATLAB кушода мешавад.
2. Қиматҳои пикселҳои сурх, сабз ва кабуди тасвир ба файли додаҳои hexadecimal табдил дода мешаванд.
3. Testbench-и Verilog файлро бо фармони $readmemh ба хотира бор мекунад.
4. Каналҳои ҳаштбитии R, G ва B-и ҳар пиксел аз алгоритми интихобшуда гузаронида мешаванд.
5. Қиматҳои коркардшудаи пиксел ба хотираи баромад навишта мешаванд.
6. Додаҳои натиҷа дубора ба файли тасвир табдил дода шуда, ба таври визуалӣ санҷида мешаванд.

Ин тақсимоти кор осонии идоракунии файлҳои тасвир дар MATLAB ва қобилияти Verilog-ро барои модел кардани рафтори сахтафзор тавассути даврҳои соат ва сигналҳои рақамӣ муттаҳид мекунад. Бо вуҷуди ин, сохтори формати файл байни MATLAB ва Verilog, тартиби пикселҳо, андозаи тасвир ё тартиби нигоҳдории каналҳои ранг дар хотира ба таври муфассал шарҳ дода нашудааст.

Амали posterization чӣ гуна татбиқ шудааст?

Posterization шумораи сатҳҳои интенсивияти рангро, ки тасвир метавонад истифода барад, кам мекунад. Азбаски қиматҳои ба ҳам наздики пиксел ба як фосилаи квантизатсия кашида мешаванд, гузаришҳои ранг зинадор ва графикӣ мешаванд.

Барои ҳар канал амали зерини ҷойивазкунии бит истифода шудааст:

\[ R' = (R \gg SHIFT) \ll SHIFT \]

\[ G' = (G \gg SHIFT) \ll SHIFT \]

\[ B' = (B \gg SHIFT) \ll SHIFT \]

Дар ин ҷо:

• R, G ва B қиматҳои ҳаштбитии ранги пиксели воридотӣ дар диапазони 0–255 мебошанд.
• R′, G′ ва B′ қиматҳои табдилёфтаи баромаданд.
• SHIFT параметри квантизатсия аст, ки муайян мекунад чанд битаи камаҳамият сифр мешаванд.
• >> ҷойивазкунӣ ба рост ва << ҷойивазкунӣ ба чапро ифода мекунад.

Вақте қимат аввал ба рост ва баъд ба ҳамон миқдор ба чап ҷойиваз карда мешавад, битҳои камаҳамият гум мешаванд. Барои канали ҳаштбитӣ шумораи сатҳҳои математикӣ дастрас:

\[ L = 2^{8-SHIFT} \]

мебошад. Аз ин рӯ SHIFT=1 тақрибан 128 ва SHIFT=2 тақрибан 64 сатҳи эҳтимолии интенсивият мегузорад. Натиҷаҳои ҳамон тасвири ҳавопаймо бо ин ду танзим алоҳида нишон дода шудаанд.

Posterization чуқурии рангро кам мекунад, аммо дар таҳқиқот андозаи файл ё таносуби фишурдасозӣ чен нашудааст. Аз ин рӯ наметавон гуфт, ки амалиёт мустақиман фишурдасозии маълумотро бо нисбати муайян таъмин мекунад. Кам шудани сатҳҳои ранг метавонад марҳилаи минбаъдаи кодгузории бе талаф ё бо талафро осон кунад, вале posterization худ ба худ низоми пурраи фишурдасозии тасвир нест.

Ҷудокунии канали сурх чӣ гуна кор мекунад?

Дар тасвирҳои RGB ҳар пиксел аз се ҷузъи сурх, сабз ва кабуд иборат аст. Дар амали ҷудокунии канали сурх ҷузъи сурх нигоҳ дошта шуда, ду канали дигар сифр карда шудаанд:

[ R' = R ]

[ G' = 0 ]

[ B' = 0 ]

Пас аз ин табдил танҳо маълумоти интенсивият дар канали сурх намоён мемонад. Азбаски саҳми каналҳои сабз ва кабуд бардошта мешавад, натиҷа намуди байни сиёҳ ва сурх мегирад.

Дар натиҷаи визуалии саҳифаи сеюм ҳавопаймо, замин ва осмон танҳо бо қиматҳои канали сурх нишон дода шудаанд. Аммо таҳқиқот таҳлили хатое надорад, ки баромадро бо канали сурхи воридотӣ пиксел ба пиксел муқоиса кунад. Дурустии функсионалӣ тавассути шакли мавҷ ва натиҷаи визуалӣ арзёбӣ шудааст.

Амали тобиши сурх чӣ гуна татбиқ шудааст?

Дар амали тобиши сурх ба канали сурхи тасвири воридотӣ 30 воҳиди интенсивияти собит илова шуда, каналҳои сабз ва кабуд тағйир наёфтаанд:

\[ R' = \min(R+30,\ 255) \]

[ G' = G ]

[ B' = B ]

Амали min пешгирӣ мекунад, ки канали сурх аз ҳади болоии ҳаштбитӣ 255 зиёд шавад. Масалан, агар қимати сурхи воридотӣ 100 бошад, баромад 130; агар 240 бошад, ба ҷойи 270, 255 мешавад.

Азбаски ин амал ба ҳамаи пикселҳои тасвир ҳамон миқдори сурхро илова мекунад, тавозуни умумии рангро ба тарафи гармтар мебарад. Аммо ин усули динамикӣ нест, ки ба равшании мавҷуда, тавозуни сафед ё хусусиятҳои маҳаллии ранг мутобиқ шавад.

Амали тобиши гарми сурх чӣ гуна муайян шудааст?

Дар амали тобиши гарми сурх аввал миёнаи арифметикии се канали ранг гирифта шуда, интенсивияти оддии хокистарӣ ҳисоб шудааст:

\[ gray = \frac{R+G+B}{3} \]

Сипас канали сурх зиёд, канали сабз дар қимати хокистарӣ нигоҳ дошта ва канали кабуд кам карда шудааст:

[ R' = gray+20 ]

[ G' = gray ]

[ B' = gray-10 ]

Ин табдил фарқиятҳои рангро ба таври назаррас кам мекунад ва ҳадаф дорад дар заминаи хокистарӣ тобиши гармеро эҷод кунад, ки сурх аз кабуд қавитар аст.

Дар тавсифи алгоритм як номуайянии муҳими ададӣ мавҷуд аст. Агар gray аз 235 калон бошад, R′ метавонад аз 255 зиёд шавад; агар аз 10 хурд бошад, B′ метавонад манфӣ шавад. Ҳади saturation, ки дар амали тобиши сурх равшан зикр шудааст, дар алгоритми тобиши гарми сурх дода нашудааст.

Агар дар Verilog тағйирёбандаи ҳаштбитии беишора истифода шавад, overflow ё underflow метавонад ба қиматҳои ғайриинтизори даврзананда оварда расонад. Таҳқиқот шарҳ намедиҳад, ки saturation, clipping, тағйирёбандаи муваққатии васеътар ё арифметикаи ишорадор истифода шудааст ё не.

Илова бар ин, натиҷаи “Warm Red Tint” дар саҳифаи сеюм минтақаи қавии осмони кабуд-сабз дорад, ки бо тобиши умумии гарми сурхи тавсифшуда дар формула пурра мувофиқ нест. Аз маълумоти дода муайян кардан мумкин нест, ки ин аз тартиби каналҳо, overflow-и арифметикӣ, бозсозии файли тасвир ё таъсири дигари визуализатсия сарчашма мегирад.

Дар testbench-и Verilog кадом сигналҳо пайгирӣ шудаанд?

Муҳаққиқон модулҳои хондан ва навиштани тасвирро дар testbench-и tb_simulation иҷро кардаанд. Сигналҳои асосии зикршуда чунинанд:

• HCLK: Сигнали соат, ки вақти амалҳои пикселиро муайян мекунад.
• HRESETn: Сигнали reset-и active-low.
• vsync: Сигнали ҳамоҳангсозии амудии тасвир.
• hsync: Сигнали ҳамоҳангсозии уфуқии тасвир.
• data_R0[7:0]: Додаи ҳаштбитии канали сурх.
• data_G0[7:0]: Додаи ҳаштбитии канали сабз.
• data_B0[7:0]: Додаи ҳаштбитии канали кабуд.

Тасвири шакли мавҷ нишон медиҳад, ки сигналҳои идоракунӣ ва додаҳои RGB дар симулятсия тавлид шудаанд. Муҳаққиқон ин баромадро ҳамчун далели дуруст кор кардани тартиби хондан, коркард ва навиштани пиксел шарҳ додаанд.

Аммо аз шакли мавҷ таъхири умумии пиксел, чуқурии pipeline, шумораи давр барои ҳар пиксел ё вақти анҷоми тамоми тасвир гузориш нашудааст. Давраи соат ҳам дода нашудааст, бинобар ин муодили вақти физикии симулятсия ҳисоб намешавад.

Натиҷаҳои визуалӣ чиро нишон медиҳанд?

Дар саҳифаи сеюми таҳқиқот ҳафт намуди ҳамон тасвири воридотӣ мавҷуд аст:

1. Шакли мавҷи симулятсияи XSim.
2. Тасвири аслии ҳавопаймо аз маҷмӯаи додаҳои Kodak.
3. Posterization бо SHIFT=1.
4. Posterization бо SHIFT=2.
5. Ҷудокунии канали сурх.
6. Амали тобиши гарми сурх.
7. Амали тобиши сурхи собит.

Натиҷаҳои posterization нишон медиҳанд, ки бо зиёд шудани SHIFT сатҳҳои интенсивияти ранг кам мешаванд; натиҷаи канали сурх бардошта шудани ҷузъҳои сабз ва кабудро; натиҷаи тобиши сурх бошад гармтар шудани намуди умумии тасвирро ҳадаф дорад.

Тасвирҳо нишон медиҳанд, ки амалҳо баромад тавлид кардаанд. Аммо арзёбӣ танҳо ба як тасвир такя мекунад. Азбаски тасвирҳои сершумор бо равшанӣ, контраст, тақсимоти ранг ва ҳалли гуногун истифода нашудаанд, устувории алгоритмҳо дар намудҳои гуногуни тасвир муайян нест.

Ҷадвали муқоиса чиро чен мекунад?

Дар ҷадвали муқоисавии таҳқиқот чор амали пешниҳодшуда бо корҳои пешина дар бораи рафъи туман дар ронандагии автономӣ, беҳсозии тасвири тиббӣ, амалҳои тасвирии GPU ва филтрҳои аз нав танзимшавандаи FPGA муқоиса шудаанд.

Ин муқоиса озмоиши иҷрои бо ҳамон сахтафзор, ҳамон маҷмӯаи дода ё ҳамон меъёри муваффақият нест. Ҷадвал танҳо соҳаҳои татбиқ, амалҳои истифодашуда ва саҳмҳои асосии гузоришшудаи таҳқиқотҳоро паҳлу ба паҳлу мегузорад.

Дар корҳои пешина амалҳои зиёде мисли равшанӣ, контраст, тезкунӣ, ошкоркунии канор, буридан, zoom, гардиш, thresholding, dilation ва erosion мавҷуданд. Аз ин рӯ таърифи низоми худ ҳамчун равиши дорои “гуногунии васеътари амалҳо” бо шумораи амалҳо дар ҷадвал миқдоран исбот нашудааст.

Саҳми равшантар дастгиришавандаи таҳқиқот муттаҳид кардани чор амали асосӣ дар як чаҳорчӯбаи файлии MATLAB–Verilog мебошад. Бартарӣ дар суръат, масоҳат, қувва ё сифати тасвир нисбат ба усулҳои пешина нишон дода нашудааст.

Оё ин таҳқиқот татбиқи воқеии FPGA аст?

Не. Истифодаи Verilog HDL маънои онро надорад, ки тарҳ мустақиман дар FPGA-и физикӣ иҷро шудааст. Verilog метавонад ҳам барои истеҳсоли сахтафзори воқеӣ ва ҳам танҳо барои симулятсияи рафтор истифода шавад.

Марҳилаи гузоришшуда симулятсияи функсионалӣ дар Vivado XSim аст. Қадамҳои зерини амалисозии сахтафзор гузориш нашудаанд:

• Интихоби истеҳсолкунанда, оила ё модели мушаххаси FPGA.
• Синтези RTL ва placement-and-routing.
• Миқдори истифодаи lookup table, flip-flop, block RAM ё DSP.
• Басомади максималии соати бадастомада.
• Роҳи критикӣ ё timing closure.
• Таъхир барои ҳар пиксел ва суръати интиқоли дода.
• Шумораи кадр дар як сония.
• Масрафи қувва ва энергия.
• Пайвастҳои физикии вуруд-баромад мисли камера, HDMI ё хотираи тасвир.
• Баромади воқеии тасвир аз тахтаи FPGA.

Аз ин рӯ ибораҳои “hardware accelerated” ё “real-time” бояд на ҳамчун натиҷаи мустақими озмоиши мавҷуда, балки ҳамчун ҳадафи татбиқе шарҳ дода шаванд, ки ба имкони синтези минбаъдаи тарҳи Verilog такя мекунад.

Оё сифати тасвир миқдоран чен шудааст?

Таҳқиқот мегӯяд, ки тасвирҳо табдилҳои визуалии интизоршударо нишон медиҳанд. Аммо ченакҳои миқдории зерини тасвир гузориш нашудаанд:

• Хатои миёнаи квадратӣ.
• Таносуби қуллаи сигнал ба садо.
• Шохиси монандии сохторӣ.
• Фарқи ранг ё дурустии ранг.
• Тағйири гистограмма.
• Андозаи файл ё таносуби фишурдасозӣ.
• Хатои пиксел байни баромади истинодии MATLAB ва баромади Verilog.

Хусусан барои тасдиқи сахтафзор муқоисаи автоматии тасвири “golden reference”-и ҳисобшудаи MATLAB бо баромади Verilog дар ҳамаи пикселҳо усули қавӣ мебуд. Таҳқиқот матритсаи хатогӣ ё ҳиссаи пикселҳои мувофиқро пешниҳод намекунад.

Аз нигоҳи Туркия дар кадом соҳаҳо истифода мешавад?

Таҳқиқот бештар намунаи асосии таълимӣ аст, на протсессори пешрафта ё омодаи истеҳсол. Дар таълими муҳандисии электроника ва алоқа, муҳандисии компютерӣ, мехатроника ва биотиббӣ дар Туркия метавонад барои мақсадҳои зерин истифода шавад:

• Омӯзонидани ифодаи додаҳои пиксели RGB дар муҳити HDL.
• Нишон додани омодасозии додаҳои тестӣ бо MATLAB ва интиқол ба testbench-и Verilog.
• Шарҳи мафҳумҳои асосии тарҳи рақамӣ мисли ҷойивазкунии бит, арифметикаи saturation ва manipulation-и каналҳо.
• Рушди ҷараёни санҷиш байни модели истинодии нармафзор ва модели сахтафзор.
• Сохтани қолаби ибтидоӣ барои лоиҳаҳои пешрафтаи коркарди тасвир дар FPGA.

Барои истифода дар камераҳои саноатӣ, электроникаи мудофиа, дастгоҳҳои тиббӣ, тасвирбардории кишоварзӣ ё воситаҳои нақлиёти автономӣ филтрҳои мураккабтар, ҷараёни воқеии вақти тасвир, синтези сахтафзор, ченкунии иҷро ва санҷиши махсуси татбиқ лозим аст. Таҳқиқот низоми мустақиман татбиқшуда дар ин соҳаҳоро пешниҳод намекунад.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот кадоманд?

• Омодасозии файли тасвир ва симулятсияи HDL-ро дар як ҷараёни кор муттаҳид мекунад.
• Чор амали асосиро бо қадамҳои математикӣ ва псевдокод шарҳ медиҳад.
• Бо истифода аз ҷойивазкунии бит дар posterization усули соддаи квантизатсияи мувофиқ ба сахтафзор пешниҳод мекунад.
• Коркарди каналҳои ҳаштбитии RGB-ро бо сигналҳои соат ва ҳамоҳангсозӣ нишон медиҳад.
• Ҳамаи табдилҳоро дар як тасвири воридотӣ визуалӣ муқоиса мекунад.
• Барои донишҷӯён ва таҳиягарони сатҳи ибтидоии HDL намунаи фаҳмо медиҳад.
• Нишон медиҳад, ки сохтори модулӣ метавонад бо амалҳои дигари пиксел васеъ шавад.

Маҳдудиятҳои асосӣ кадоманд?

• Танҳо симулятсияи функсионалӣ анҷом шудааст, амалисозии физикии FPGA пешниҳод нашудааст.
• Версияҳои Vivado ва MATLAB нишон дода нашудаанд.
• FPGA ё тахтаи сахтафзори ҳадаф муайян нашудааст.
• Натиҷаҳои синтез, масоҳат, қувва, басомади соат, таъхир ва суръати дода вуҷуд надоранд.
• Барои тасдиқи кори real-time ченаки кадр/сония дода нашудааст.
• Танҳо як тасвири Kodak визуалӣ арзёбӣ шудааст.
• Андозаи пиксел ва формати ранги тасвири воридотӣ равшан дода нашудаанд.
• Миёни натиҷаҳои MATLAB ва Verilog санҷиши автоматии пиксел гузориш нашудааст.
• Ченакҳои сифати тасвир мисли PSNR, SSIM ё фарқи ранг истифода нашудаанд.
• Таъсири posterization ба фишурдасозӣ бо андозаи файл чен нашудааст.
• Дар алгоритми тобиши гарми сурх чӣ гуна маҳдуд шудани қиматҳои манфӣ ва аз 255 боло нишон дода нашудааст.
• Миёни натиҷаи визуалии Расми 6 ва формулаи тобиши гарми сурх фарқи шарҳнашуда мавҷуд аст.
• Ҷадвали муқоиса муқоисаи миқдорӣ бо шароити ягонаи таҷрибавӣ нест.
• Коди манбаъ, файлҳои тестӣ ё пайванди анбори такроршаванда дода нашудааст.
• Изҳороти маблағгузорӣ, ихтилофи манфиатҳо ва дастрасии дода вуҷуд надоранд.

Таҳқиқот чиро дастгирӣ мекунад?

Таҳқиқот дастгирӣ мекунад, ки posterization, ҷудокунии канали сурх ва ду табдили соддаи тобиши ранг дар додаҳои ҳаштбитии RGB бо Verilog HDL модел мешаванд. Шакли мавҷи XSim ва тасвирҳои коркардшуда нишон медиҳанд, ки тарҳ метавонад дода хонда ва баромади табдилёфта тавлид кунад.

Ҳамчунин нишон медиҳад, ки MATLAB метавонад барои омода кардани файлҳои тасвир ба симулятсияи сахтафзор ва Verilog барои иҷрои амалҳои пиксел ҳамчун воситаҳои пуркунанда истифода шаванд.

Таҳқиқот чиро исбот намекунад?

• Исбот намекунад, ки тарҳ дар тахтаи воқеии FPGA кор мекунад.
• Нишон намедиҳад, ки низом метавонад видеоро дар вақти воқеӣ коркард кунад.
• Нишон намедиҳад, ки амалҳои пешниҳодшуда аз ҳалли пешинаи FPGA ё GPU тезтаранд.
• Исбот намекунад, ки қувваи камтар, масоҳати камтари сахтафзор ё таъхири пасттар медиҳад.
• Нишон намедиҳад, ки posterization таносуби муайяни фишурдасозиро таъмин мекунад.
• Исбот намекунад, ки табдилҳо дар ҳамаи намудҳои тасвир дуруст ва муттасил кор мекунанд.
• Дар тасвирбардории тиббӣ, ронандагии автономӣ ё тасвирҳои моҳвораӣ муваффақияти татбиқ пешниҳод намекунад.
• Миқдоран нишон намедиҳад, ки баромадҳои Verilog бо истиноди MATLAB дар ҳамаи пикселҳо як ба як мувофиқанд.

Усул ва бозёфтҳои таҳқиқот

Тарҳи таҳқиқот

Амалҳои татбиқшуда

Таъсири математикии параметри posterization

Шумораи сатҳҳои ҷадвал аз муодилаи ҷойивазкунии бит дар таҳқиқот математикӣ гирифта шудааст. Дар таҳқиқот танҳо шароити SHIFT=1 ва SHIFT=2 визуалӣ нишон дода шудаанд.

Санҷиши шакли мавҷ

Дар screenshot-и XSim сигналҳои соат, reset, ҳамоҳангсозии уфуқӣ ва амудӣ ва додаҳои ҳаштбитии ранг мавҷуданд. Муҳаққиқон аз сигналҳои фаъоли идоракунӣ ва баромадҳои мувофиқи RGB хулоса кардаанд, ки модулҳои хондан, коркард ва навиштани тасвир ҳамоҳанг кор кардаанд.

Шакли мавҷ санҷиши функсионалӣ медиҳад, аммо қиматҳои миқдории зерин гузориш нашудаанд:

• Басомади соат.
• Таъхири оғози пиксел.
• Шумораи даврҳо байни ду пиксели дуруст.
• Вақти коркарди як тасвир.
• Таъхири пур ва холӣ шудани pipeline.
• Ҳалли максималии устувори тасвир.

Бозёфтҳои визуалӣ

• Posterization бо SHIFT=1 нисбат ба тасвири аслӣ сатҳҳои камтари ранг истеҳсол кардааст.
• Posterization бо SHIFT=2 нисбат ба SHIFT=1 квантизатсияи қавитар татбиқ кардааст.
• Ҷудокунии канали сурх ҷузъи сурхи тасвирро ҷудо кардааст.
• Амали тобиши сурх ба тасвири умумӣ вазни сурх додааст.
• Амали тобиши гарми сурх табдили ранг дар заминаи хокистарӣ истеҳсол кардааст; аммо баъзе рангҳои баромади визуалӣ бо формулаи тавсифшуда пурра мувофиқ нестанд.
• Шакли мавҷи симулятсия нишон додааст, ки додаҳои RGB бо сигналҳои идоракунӣ якҷо коркард шудаанд.

Тағйирёбандаҳои иҷро, ки чен нашудаанд

Арзёбии оморӣ

Дар таҳқиқот шумораи такрор, санҷиши оморӣ, ченаки тағйирпазирӣ, фосилаи эътимод ё тақсимоти хато вуҷуд надорад. Натиҷаҳо аз шакли мавҷи симулятсия ва баромадҳои визуалии як тасвири тестӣ арзёбӣ шудаанд.

Аз ин рӯ хулоса бояд бо сатҳи “алгоритмҳо баромадҳои намунавии функсионалӣ тавлид карданд” маҳдуд шавад. Эътимоднокии усулҳо дар маҷмӯаҳои умумии тасвир, сифати тасвир ё бартарии иҷро оморӣ нишон дода нашудааст.

Талаботи кори оянда

Муҳаққиқон пешниҳод мекунанд, ки дар корҳои оянда филтрҳои мураккабтар илова шаванд, маҷмӯаҳои бисёртасвир истифода шаванд ва deployment-и миқёспазир ба низомҳои real-time омӯхта шавад. Барои санҷиши қавитар чунин қадамҳо ҳам лозиманд:

• Муқоисаи автоматии баромадҳои MATLAB ва Verilog дар ҳамаи пикселҳо.
• Арифметикаи saturation-и равшан барои overflow ва underflow.
• Синтез ва таҳлили timing дар FPGA-и мушаххас.
• Гузориши захира, қувва, таъхир ва кадр/сония.
• Санҷиши тасвирҳои сершумор бо ҳалли ва тақсимоти рангҳои гуногун.
• Истифодаи ченакҳои миқдорӣ мисли PSNR, SSIM, фарқи ранг ва гистограмма.
• Намоиши сахтафзории real-time бо камера ё ҷараёни видео.

Ёддошти манбаъ ва усул

Номи аслии таҳқиқот: Design and Simulation of Core Image Processing Techniques Using MATLAB and Verilog

Муаллифон: Bala Sindhuri Kandula; G. Challa Ram; Sangeeta Singh; Subhashini Tata; R. Prameela Devi; M. Aravind Kumar.

Тартиби муаллифон: Бо ҳамон тартибе, ки дар таҳқиқоти нашршуда омадааст, нигоҳ дошта шудааст.

Саҳми баробар ё муаллифии аввали баробар: Зикр нашудааст.

Муаллифи масъул: Нишони махсуси муаллифи масъул вуҷуд надорад. Дар таҳқиқот суроғаҳои почтаи электронии ҳамаи муаллифон ҷудогона дода шудаанд.

Муассисаҳо: Department of E.C.E. ва Center of Excellence in VLSI Design, S.R.K.R. Engineering College (A); Department of E.C.E., Shri Vishnu Engineering College for Women (A); Department of E.C.E., Vardhaman College of Engineering; Department of E.C.E., SR Gudlavalleru Engineering College; Department of E.C.E., CVR College of Engineering; Department of E.C.E., West Godavari Institute of Science and Engineering.

DOI:10.1109/ICECA66444.2025.11383195

Саҳифаи расмии нашр:Сабти ҳуҷҷати IEEE Xplore

Конфронс: 2025 9th International Conference on Electronics, Communication and Aerospace Technology — ICECA 2025.

Санаи конфронс: 5–7 ноябри 2025.

Соли нашр: 2025.

Платформаи нашр: IEEE Xplore.

Ношири аслӣ: Institute of Electrical and Electronics Engineers — IEEE.

Навъи манбаъ: Мақолаи конфронсӣ; тарҳи муштараки MATLAB–Verilog ва таҳқиқоти симулятсияи функсионалӣ.

Ҳолати peer review: Ҳамчун мақолаи конфронсии IEEE нашр шудааст. Гузоришҳои инфиродии тақризӣ ва ҷузъиёти раванди арзёбӣ дар матни таҳқиқот шарҳ дода нашудаанд.

ISBN: Нусхаи DVD 979-8-3315-9928-7; сабти электронии конфронс 979-8-3315-9929-4.

Маблағгузорӣ: Маълумоти маблағгузорӣ дар таҳқиқот зикр нашудааст.

Ихтилофи манфиатҳо: Изҳороти ихтилофи манфиатҳо вуҷуд надорад.

Дастрасии дода ва код: Коди манбаи Verilog, скриптҳои табдилдиҳии MATLAB, файлҳои тестии hexadecimal ё анбори кушодаи нармафзор мубодила нашудаанд.

Ин шарҳи тоҷикӣ бо омӯзиши матни таҳқиқот, алгоритмҳо, муодилаҳо, шакли мавҷи симулятсия, ҷадвали муқоиса ва тасвирҳои аслӣ/коркардшуда омода шудааст. Манбаъҳои беруна танҳо барои тасдиқи DOI, санаи конфронс, платформаи нашр ва ҳувияти библиографӣ истифода шудаанд; натиҷаҳои иҷрое, ки дар таҳқиқот вуҷуд надоранд, илова нашудаанд.

Натиҷаҳои таҳқиқот бо симулятсияи функсионалии Verilog барои чор амали асосии тасвир маҳдуданд. Татбиқи физикии FPGA, синтези сахтафзор, истифодаи захираҳо, ченкунии қувва, таҳлили timing ё санҷиши real-time video анҷом нашудаанд. Аз ин рӯ таҳқиқот бояд на ҳамчун протсессори тасвири омодаи истеҳсол, балки ҳамчун чаҳорчӯбаи ибтидоии тарҳи муштарак, ки метавонад барои татбиқҳои пешрафтаи сахтафзор асос шавад, арзёбӣ гардад.