# filter

**Repository Path**: techwolf/filter

## Basic Information

- **Project Name**: filter
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-07-15
- **Last Updated**: 2026-07-21

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# filtery

MATLAB 转 OpenCL 嵌入式 GPU 加速迁移框架。

支持时频滤波（STFT/ISTFT、平滑、中值、形态、CFAR、Gabor）、极化 SAR 滤波（Boxcar、Refined Lee、PWF、Lee Sigma、IDAN）、极化分解（Pauli、H/A/Alpha、Wishart）、SAR/ISAR 成像、目标跟踪与机器学习模块。

## 项目结构

- `include/filter/`: C++ 公共头文件
- `src/`: C++ 实现
- `kernels/`: OpenCL Kernel 源码
- `demos/`: 可运行示例
- `tests/`: 单元测试与对比验证
- `scripts/`: MATLAB/Python 辅助脚本
- `docs/`: 文档

## 构建

### Native 构建（需要 OpenCL SDK + clFFT）

```bash
cmake -B build
cmake --build build -j
```

构建系统会自动通过 FetchContent 获取 clFFT（可通过 `FILTER_FETCH_CLFFT=OFF` 禁用）。

### ARM HCC1400 构建

```bash
cmake -B build-arm -DFILTER_ARM_BUILD=ON
cmake --build build-arm -j
```

### 构建选项

| 选项 | 默认值 | 说明 |
|------|--------|------|
| `FILTER_ARM_BUILD` | OFF | ARM HCC1400 交叉编译 |
| `FILTER_FETCH_CLFFT` | ON | 自动获取 clFFT 源码 |
| `FILTER_CLFFT_TAG` | v2.12.2 | clFFT 版本标签 |
| `FILTER_ENABLE_TIMING` | OFF | 启用 GPU 核函数计时 |

## 运行 Demo

```bash
./demo_time_frequency_filter
./demo_polar_filter
./demo_advanced_time_frequency_filter
./demo_advanced_polar_filter
```

## 运行测试

```bash
ctest --output-on-failure
./test_filter
```

## 功能模块

### 时频滤波 (filter::timefreq)

| 功能 | CPU 参考 | OpenCL 加速 | 依赖 |
|------|----------|-------------|------|
| STFT/ISTFT | stft_cpu / istft_cpu | StftOcl / IstftOcl | clFFT |
| 谱图高斯平滑 | spectrogram_smooth_gaussian_cpu | SpectrogramSmoothOcl | - |
| 谱图幅值门限 | spectrogram_threshold_cpu | SpectrogramSmoothOcl | - |
| 谱图中值滤波 | spectrogram_median_cpu | SpectrogramMedianOcl | - |
| 形态滤波（腐蚀/膨胀/开/闭） | spectrogram_erosion/dilation/opening/closing | SpectrogramMorphOcl | - |
| 2D CFAR 检测 | spectrogram_cfar_cpu | SpectrogramCfarOcl | - |
| Gabor 滤波器组 | gabor_filter_bank_cpu | GaborFilterBankOcl | - |
| **峰值估计/参数估计** | peak_detect/interp_parabolic/interp_sinc | PeakEstimationOcl | - |
| **Wigner-Ville 分布 (WVD/PWVD/SPWVD)** | wvd_cpu / pwvd_cpu / spwvd_cpu | WvdOcl | clFFT |
| **连续小波变换 (CWT)** | cwt_cpu (Morlet/Paul/Mexican hat) | CwtOcl | - |
| **微多普勒特征提取** | extract_ridge / inst_freq / compute_features | MicroDopplerOcl | - |
| **GO-CFAR (Greatest-Of)** | go_cfar_cpu | GoCfarOcl | - |
| **OS-CFAR (Ordered Statistics)** | os_cfar_cpu | OsCfarOcl | - |
| **AC-CFAR (Adaptive)** | ac_cfar_cpu | AcCfarOcl | - |

### 极化 SAR 滤波 (filter::polar)

| 功能 | CPU 参考 | OpenCL 加速 |
|------|----------|-------------|
| Boxcar 均值滤波 | boxcar_cpu | BoxcarFilterOcl |
| Refined Lee 滤波 | refined_lee_cpu | RefinedLeeOcl |
| 极化白化滤波 (PWF) | pwf_cpu | PwfOcl |
| Lee Sigma 滤波 | lee_sigma_cpu | LeeSigmaOcl |
| IDAN 滤波 | idan_cpu | IdanOcl |
| **极化相似性滤波** | polar_similarity_cpu | PolarSimilarityOcl |

### 极化分解与分类 (filter::polar)

| 功能 | 说明 |
|------|------|
| Pauli 分解 | 输出奇次/偶次/体散射 RGB 强度 |
| H/A/Alpha 分解 | Cloude-Pottier 分解，输出熵/各向异性/平均 alpha 角 |
| Wishart 分类 | 基于 Wishart 距离的 K-means 非监督分类 |
| **Freeman-Durden 3 成分分解** | 表面/偶次/体散射功率分解算法 (Freeman & Durden 1998) |
| **Yamaguchi 4 成分分解** | 增加螺旋体散射分量 (Yamaguchi et al. 2005) |
| **极化合成** | 任意收发极化状态下的功率合成 + 极化签名生成 |
| **最优极化检测 (OPD)** | 基于 Neyman-Pearson 准则的似然比检测器 |

### SAR/ISAR 成像 (filter::sar)

| 功能 | 说明 |
|------|------|
| **线性调频信号生成** | generate_chirp (LFM chirp) |
| **距离向脉压** | range_compress_cpu (FFT + 匹配滤波) |
| **2D SAR 成像** | sar_image_cpu (距离压缩 + 方位处理) |
| **极坐标格式算法 (PFA)** | polar_format_algorithm_cpu (spotlight SAR) |
| **运动补偿** | motion_compensation_cpu (相位历史校正) |

### 目标跟踪 (filter::tracking)

| 功能 | 说明 |
|------|------|
| **EKF 卡尔曼滤波** | 常速模型，支持 Cartesian/极坐标量测，马氏距离门控 |
| **JPDA 联合概率数据关联** | JPDA 跟踪器，多目标杂波环境下的概率关联 |
| **粒子滤波** | ParticleFilterTracker，非线性非高斯跟踪 |

### 信号变换 (filter::timefreq)

| 功能 | 说明 |
|------|------|
| **Hilbert-Huang 变换 (HHT)** | EMD (经验模态分解) + Hilbert 谱，EMD sift 算法，Hilbert 瞬时频率提取 |

### 机器学习模块 (filter::ml)

| 功能 | CPU 参考 | OpenCL 加速 |
|------|----------|-------------|
| **HOG 特征提取** | hog_features_cpu / hog_descriptor_cpu | HogOcl (Sobel 梯度 + 细胞直方图) |
| **K-means 聚类** | kmeans_cpu / polarimetric_kmeans_cpu | KmeansOcl (GPU 加速) |
| **SVM 分类** | SvmClassifier (RBF kernel, SMO 训练) | - |

### 算法框架

| 功能 | 说明 |
|------|------|
| **Algorithm 基类** | 算法接口抽象，process() / apply() 方法 |
| **Singleton Registry** | 类型擦除工厂，自动发现并实例化算法 |
| **AlgorithmConfig** | 参数容器，支持 JSON/YAML 配置化 |
| **Pipeline 链式调用** | 滤波器链组合，支持串行连接 |
| **algo_catalog CLI** | 算法目录工具，列出所有可用算法 |

## License

TBD