12、Verilog视觉模拟器：原理、结构与实现

Verilog视觉模拟器：原理、结构与实现

在计算机视觉领域，Verilog视觉模拟器是一个重要的工具，它能帮助我们模拟和实现各种图像算法。本文将详细介绍基于帧的视觉模拟器（FVSIM）的原理、结构和实现代码。

1. 基本原理

在介绍FVSIM之前，我们先了解一下基于行的模拟器。基于行的模拟器核心是内部缓存内存，它只存储图像帧的几行。这种模拟器有很多变体，例如改进条带使其向下移动并跳过多行，或者用桶形移位器代替固定缓存内存，这样每行图像只需读取一次，但计算条带中的坐标会比较复杂。

基于行的模拟器通常需要较少的内部内存，因此速度较快，适合逐行计算的算法，如动态规划（DP）。然而，它在垂直方向的邻域操作上存在困难，因为窗口范围仅限于小行，条带顶部和底部的像素无法访问邻域像素。

而基于帧的模拟器则使用完整的帧，虽然内部内存会增加，但便于实现邻域操作和迭代等重要算法。计算像素地址也很简单，不需要像基于行的方法那样跟踪起始地址。这种方案适合松弛算法和BP算法等。

2. FVSIM结构

FVSIM的整体结构包含三个部分：一组图像文件、文件转换器（IO）和一个处理器（PE）模块。其结构如图所示：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(left image):::process --> B(bmp-bin):::process
    C(right image):::process --> D(bmp-bin):