【博文连载】行阉割、水平像素镜像的优化版3X3实现

在图像算法中，无论是进行均值滤波、中值滤波，还是Sobel边缘检测算法、腐蚀运算、膨胀运算算法中，我们都是用的到了3X3的矩阵，即教程设计的VIP_Matrix_Generate_3X3_8Bit，关于具体的设计可以在第7.3节“3*3像素阵列的HDL实现”中了解具体的实现方式，本节主要还是应用。

通过VIP_Matrix_Generate_3X3_8Bit，简单的得到了没有经过边缘镜像后的阵列。最后得到的matrix_p11、p12、p13、p21、p22、p23、p31、p32、p33即为得到的3*3像素阵列，仿真时序图如下所示：

从图中第一个像素输出为24’h000001，实际上应该为030103，同时以最后像素为中心的3*3矩阵没有输出。由于前面的算法，均只需要考虑3X3阵列，而不需要考虑像素的奇偶分布坐标，因此认为的忽略边缘，即便最终处理出现了边缘的Bug，我们都将以实现VIP算法为首要目的，而忽略这些细节。但是Bayer阵列需要考虑奇偶像素/行的分布，因此，此处考虑优化的可能性，将行、列边缘像素通过镜像实现，最后输出完整的3X3的阵列。

此处Bingo将介绍通过像素缓存机制实现的行边缘镜像，即通过像素的缓存，延迟到第二个像素时，通过与前面像素的组合，来实现镜像。同时，由于像素的迟滞，我们需要人为的将per_cmos_href扩展一个像素周期，来实现完整的序列操作。

首先，给出像素的行有效周期使能扩展，read_frame_href的生成如下所示：

其次，通过此信号，以及像素计数电路，生成数据的寄存、迟滞，已实现镜像，关键部分代码如下所示：

从上述实现流程分析，在数据读取中，持续的寄存上一列的3个像素，此外根据像素点来分配输出，如下：

（1）当pixel_cnt == 0时，不输出3X3阵列。

（2）当pixel_cnt == 1时，输出镜像后的边缘（第一个）像素3X3阵列

（3）当pixel_cnt == IMG_HDISP，输出镜像后的边缘（最后一个）像素3X3阵列

（4）在1~IMG_HDISP之间，输出当前像素为中心的3X3阵列

这部分行边缘镜像的3X3的实现，波形如下所示：

从图中可见，第一种3X3方案中，第一个3X3阵列为000001，而此时我们已经通过迟滞+镜像法则，第一个像素输出标准的3X3阵列：020101；同时最后一个阵列也OK了。这样，我们便实现了水平方向上的像素镜像。

关于竖直方向上的像素镜像，同样需要一行的迟滞，以实现行的镜像。但由于我们只有480个行信号，因此再通过Shift_RAM之后，还需要认为的生成一个行信号，来补偿镜像输出后的行信号损耗。对于实现难度上基本等于0，但是这一部分的实现，希望读者自己去努力，Bingo点到为止（其实我就是懒！）。