專利名稱：運(yùn)動(dòng)圖像對(duì)比度增強(qiáng)的直方圖均衡裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)圖像對(duì)比度增強(qiáng)的直方圖均衡裝置及其方法，特別涉及具有簡(jiǎn)單硬件的直方圖均衡裝置及其方法。
灰度級(jí)直方圖提供一幅圖像外貌的完整描述。合理控制給定圖像的灰度級(jí)能增強(qiáng)該圖像的外貌或?qū)Ρ榷取?br> 在對(duì)比度增強(qiáng)方法中，直方圖均衡使用最廣泛，且眾所周知。根據(jù)圖像的樣本分布來(lái)增強(qiáng)給定圖像的對(duì)比度的方法公開(kāi)在下列參考文獻(xiàn)中[1]J.S.Lim，“二維信號(hào)和圖像處理”，Prentice Hall，Englewood Cliffs，New Jersey，1990，[2]R.C.Gonzalez和P.Wints，“數(shù)字圖像處理”，Addison-Wesley，Reading，Massachusetts，1977。
通常，因直方圖均衡(所謂的“分布均衡”)有擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的效果，故直方圖均衡使結(jié)果圖像的灰度級(jí)分布變得平坦，從而增強(qiáng)圖像的對(duì)比度。
特別是在醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中，直方圖均衡作為使采集的不清晰的圖像像素間的對(duì)比度更清晰的方法，在圖像識(shí)別方面是非常重要的。
這里簡(jiǎn)述一種典型的直方圖均衡方法。
已知圖像{X}由L個(gè)離散灰度級(jí)(X0，X1，...，XL-1}組成。這里，X0=0代表黑色電平，而XL-1代表白色電平。
概率密度函數(shù)(PDF)用下式(1)定義p(Xk)=nkn,for k=0,1,...,L1----(1)]]>式中，nk表示圖像(X)中灰度級(jí){Xk}的頻率，n代表圖像{x}中的總樣本(像素)數(shù)。此外，累積分布函數(shù)(CDF)用下式(2)定義。c(Xk)=Σj-0kp(Xj)---(2)]]>
根據(jù)CDF，對(duì)于給定圖像的輸入樣本(Xk)，典型直方圖均衡的輸出(Y)利用下述公式(3)得到。
Y＝c(Xk)XL-1…(3)以下參照?qǐng)D1到圖3，詳細(xì)描述直方圖均衡方法。
圖1示出了一幅具體圖像的PDF的例子。即，輸入亮度為0～255灰度級(jí)的亮度信號(hào)，然后計(jì)算每個(gè)灰度級(jí)的像素?cái)?shù)目，將該結(jié)果除以像素總數(shù)，所得結(jié)果如圖1所示。
圖2所示是根據(jù)圖1的PDF所得到的CDF曲線。例如，在P點(diǎn)對(duì)應(yīng)于灰度級(jí)“100”的CDF的值是0.875，這說(shuō)明對(duì)應(yīng)于灰度級(jí)100或小于100的像素?cái)?shù)目占輸入圖像的87.5％。
圖3所示為根據(jù)圖2所示的CDF經(jīng)直方圖均衡后的圖像的PDF。即，對(duì)輸入像素YIN進(jìn)行直方圖均衡后的輸出信號(hào)(Y)的灰度級(jí)由下述公式(4)映射為一灰度級(jí)。
Y＝對(duì)應(yīng)于YIN的CDF值×最大灰度級(jí)(XL-1)…(4)例如，具有灰度級(jí)“100”的輸入像素經(jīng)直方圖均衡后的輸出灰度級(jí)被映射為灰度級(jí)224(≈0.875×255)。
如果輸入圖像信號(hào)是模擬信號(hào)，則在整個(gè)區(qū)間上新的PDF為具有約0.004(＝1/256)量級(jí)的一條直線(均勻分布曲線)，如圖3中的Q。然而，若輸入圖像是數(shù)字信號(hào)，則直方圖均衡的結(jié)果為一量化的灰度級(jí)，并得到圖3的結(jié)果。即，假設(shè)當(dāng)輸入灰度級(jí)是“51”時(shí)，根據(jù)圖2的CDF值(0.37)得到的輸出灰度級(jí)被映射為約“95”，而當(dāng)輸入灰度級(jí)是“52”時(shí)，根據(jù)圖2的CDF值(0.47)得到的輸出灰度級(jí)被映射為約“120”，則具有灰度級(jí)在“51”和“52”之間的輸入圖像信號(hào)的輸出灰度級(jí)應(yīng)被映射為約95和120之間。然而，若進(jìn)行量化，則“51”和“52”之間的灰度級(jí)不存在，從而不能得到均勻分布曲線。
因此，從圖1和圖3可以看出，集中在灰度級(jí)“50”和“100”之間的輸入圖像的亮度級(jí)被映射為具有10和200之間灰度級(jí)的擴(kuò)展亮度級(jí)，所以增強(qiáng)了對(duì)比度。
然而，上述直方圖均衡方法僅被應(yīng)用于靜止圖像，以改善靜止圖像的圖像識(shí)別能力和對(duì)比度，這是由于獲取PDF和CDF值所需的處理時(shí)間及其硬件等問(wèn)題，若應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)圖像，則需要存貯一幀圖像的幀存貯器和需要很多硬件的除法電路以進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種使用簡(jiǎn)單硬件的運(yùn)動(dòng)圖像對(duì)比度增強(qiáng)的直方圖均衡裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像、如TV或VCR視頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)直方圖均衡來(lái)增強(qiáng)對(duì)比度的方法。
為了實(shí)現(xiàn)第一個(gè)目的，提供一種用預(yù)定數(shù)目的灰度級(jí)表示的運(yùn)動(dòng)圖像的對(duì)比度增強(qiáng)的直方圖均衡裝置。在此直方圖均衡裝置中，一計(jì)算器以幀為單位，對(duì)輸入圖像，從灰度級(jí)的最小值到最大值或小于最大值，計(jì)算具有一個(gè)灰度級(jí)的像素的數(shù)目，以計(jì)算每一灰度的累積分布函數(shù)(CDF)值，一存貯器根據(jù)每一灰度級(jí)的CDF值，以幀為單位，更新對(duì)應(yīng)于輸入運(yùn)動(dòng)圖像每一灰度級(jí)的直方圖均衡過(guò)的灰度級(jí)，且根據(jù)輸入運(yùn)動(dòng)圖像的灰度級(jí)輸出相應(yīng)的直方圖均衡過(guò)的灰度級(jí)。
為實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目的，提供一種用預(yù)定數(shù)目的灰度級(jí)表示的運(yùn)動(dòng)圖像的對(duì)比度增強(qiáng)的直方圖均衡方法，包括以下步驟(a)以幀為單位，對(duì)輸入運(yùn)動(dòng)圖像，從灰度級(jí)的最小值到最大值或小于最大值，計(jì)算具有一個(gè)灰度級(jí)的像素的數(shù)目，以輸出每個(gè)灰度級(jí)的CDF值；(b)用最大灰度級(jí)乘以對(duì)應(yīng)于輸入運(yùn)動(dòng)圖像的該灰度級(jí)的CDF值，以輸出直方圖均衡過(guò)的灰度級(jí)。
以下結(jié)合


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1為一具體圖像的概率密度函數(shù)(PDF)的例圖。
圖2為根據(jù)圖1的PDF得到的累積分布函數(shù)(CDF)的曲線圖。
圖3為根據(jù)圖2的CDF直方圖均衡過(guò)的圖像的PDF圖。
圖4為運(yùn)動(dòng)圖像對(duì)比度增強(qiáng)的傳統(tǒng)直方圖均衡裝置的電路圖。
圖5為圖4的PDF計(jì)算器和CDF計(jì)算器的詳細(xì)電路圖。
圖6A為一幀NTSC圖像的簡(jiǎn)圖，圖6B是圖4中所示電路的時(shí)序圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)圖像對(duì)比度增強(qiáng)的直方圖均衡裝置的框圖。
圖8為圖7的CDF計(jì)算器的詳細(xì)電路圖。
圖9為圖8的累加器的詳細(xì)電路圖。
圖10為用于本發(fā)明的一幀NTSC圖像中的一個(gè)CDF計(jì)算區(qū)域的簡(jiǎn)圖。
在描述本發(fā)明的實(shí)施例之前，參照?qǐng)D4到圖6B描述運(yùn)動(dòng)圖像對(duì)比度增強(qiáng)的傳統(tǒng)直方圖均衡裝置。
圖4的傳統(tǒng)直方圖均衡裝置包括概率密度函數(shù)(PDF)計(jì)算器110、累積分布函數(shù)(CDF)計(jì)算器120、查找表130、和幀存貯器140。
在圖4中，若輸入經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的8比特信號(hào)，則PDF計(jì)算器110通過(guò)在一幀有效畫面區(qū)域(在NTSC制中為720個(gè)像素×480行)計(jì)算具有0到255間的一個(gè)灰度級(jí)的輸入像素的數(shù)目，以計(jì)算PDF。
CDF計(jì)算器120根據(jù)計(jì)算出的PDF計(jì)算CDF，并包括多個(gè)加法器和多個(gè)除法器。
圖5是圖4的PDF計(jì)算器110和CDF計(jì)算器120的詳圖。
在圖5中，PDF計(jì)算器110的每個(gè)比較器112.1～112.256將輸入像素與最小值“0”到最大值“255”的每個(gè)灰度級(jí)作比較。
例如，比較器112.1將輸入像素與灰度級(jí)“0”比較，如果輸入像素等于此灰度級(jí)則輸出“高(1)”信號(hào)，并在累加器114.1中累加此輸出。比較器112.2把輸入像素同灰度級(jí)“1”作比較，如果輸入像素等于灰度級(jí)“1”，則輸出“高(1)”信號(hào)，并在累加器114.2中累加此輸出。上述比較和累加由每個(gè)比較器和累加器重復(fù)。最后，比較器112.256將輸入像素同灰度級(jí)“255”作比較，如果輸入像素等于灰度級(jí)“255”，則輸出“高(1)”信號(hào)，并在累加器114.256中累加此輸出。
因此，在輸入幀圖像的有效畫面區(qū)域，從“0”到“255”的每個(gè)灰度級(jí)的輸入像素的計(jì)數(shù)數(shù)目，也即一幀圖像的每個(gè)灰度級(jí)上像素的存在概率，在每個(gè)累加器114.1～114.256中被累加，這樣每個(gè)累加器114.1～114.256的輸出乘以總像素?cái)?shù)目就成了PDF。
另一方面，CDF計(jì)算器120的每個(gè)加法器122.1～122.255分別輸出對(duì)應(yīng)于每幀從具有灰度級(jí)“1”或小于“1”直到具有灰度級(jí)“255”或小于“255”的像素的數(shù)目的值。
例如，加法器122.1把累加器114.1的輸出和累加器114.2的輸出相加，輸出“0”和“1”之間的灰度級(jí)的乘積(PDF×總像素?cái)?shù)目)之和。同樣，加法器122.254將累加器114.255的輸出和加法器122.253的輸出相加，這對(duì)應(yīng)于“0”到“254”之間的灰度級(jí)的乘積(PDF×總像素?cái)?shù)目)之和。加法器122.255將累加器114.256的輸出與加法器122.254的輸出相加，這對(duì)應(yīng)于“0”到“255”之間的灰度級(jí)的乘積(PDF×總像素?cái)?shù)目)之和?；叶燃?jí)“0”到“255”的CDF值從每個(gè)除法器124.1～124.256輸出。
例如，除法器124.1用總像素?cái)?shù)目n除累加器114.1輸出的具有灰度級(jí)“0”的像素的數(shù)目，除法器124.2用總像素?cái)?shù)目n除加法器122.1輸出的每幀具有灰度級(jí)“1”或小于“1”的像素的數(shù)目，除法器124.256用總像素?cái)?shù)目n除加法器124.255輸出的每幀具有灰度級(jí)“255”或小于“255”的像素的數(shù)目。
結(jié)果，將每個(gè)除法器124.1～124.255輸出的一幀的新CDF，即對(duì)應(yīng)于輸入灰度級(jí)的CDF，乘以最大灰度級(jí)“255”，所得的值存貯在圖4的查找表130中。
圖6A給出了大小為858個(gè)像素×525行的NTSC CCIR 601的NTSC模式中的標(biāo)準(zhǔn)圖像格式。在該幀圖像格式中，用在PDF計(jì)算器110和CDF計(jì)算器120中的有效畫面區(qū)域，大小為720個(gè)像素×480行，故其總像素?cái)?shù)目n等于720×480。
另一方面，根據(jù)圖4所示的查找表130中的幀同步信號(hào)(FRAMESYNC)，更新CDF計(jì)算器120計(jì)算出的新幀的CDF值的時(shí)段對(duì)應(yīng)于圖6B的“d”。這里，時(shí)段“d”是真實(shí)圖像信號(hào)的垂直消隱時(shí)段，它不在屏幕上顯示。這樣，即使存貯在查找表130中的值用新幀的CDF值在時(shí)段“d”更新，此幀也不受影響。圖6B中時(shí)段“a”和“b”是PDF和CDF計(jì)算的采樣時(shí)段和同步直方圖均衡時(shí)段，時(shí)段“c”是無(wú)操作時(shí)段。這里，輸入到查找表130的幀同步信號(hào)FRAME SYNC是表示第一場(chǎng)垂直消隱時(shí)段“d”的控制信號(hào)。
對(duì)應(yīng)于幀存貯器140輸出的輸入像素的灰度級(jí)的CDF值，乘以最大灰度級(jí)所得到的值從查找表130輸出，該查找表130存貯有已更新的CDF值乘以最大灰度級(jí)所得到的值。
這里，為了對(duì)PDF計(jì)算器110和CDF計(jì)算器120統(tǒng)計(jì)處理過(guò)的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行直方圖均衡，輸入圖像信號(hào)由幀存貯器140延時(shí)一幀。
然而，考慮到運(yùn)動(dòng)圖像的特性，前幀與當(dāng)前幀之間的相關(guān)性應(yīng)在0.95以上，這樣，即使在前幀中所獲得的CDF原封不動(dòng)地應(yīng)用到當(dāng)前幀而不使用需要很多硬件的幀存貯器，執(zhí)行直方圖均衡也不會(huì)有問(wèn)題。
若幀突然變化，則不進(jìn)行直方圖均衡。然而，從實(shí)驗(yàn)中可以看到，由于人眼的殘留圖像效應(yīng)，約一幀(1/30秒)的圖像失真不會(huì)被察覺(jué)到。
因此，本發(fā)明提出了具有簡(jiǎn)單硬件的直方圖均衡裝置，其中，直接從輸入像素計(jì)算CDF而不計(jì)算PDF，使得幀存貯器、PDF計(jì)算器和需要很多硬件的CDF計(jì)算器的除法器可被省略掉。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)圖像對(duì)比度增強(qiáng)的直方圖均衡裝置的電路圖。
本發(fā)明的直方均衡裝置包括CDF計(jì)算器210和查找表220。
在圖7中，CDF計(jì)算器對(duì)于每一灰度級(jí)＝0、灰度級(jí)≤1、...、灰度級(jí)≤128、...、和灰度級(jí)≤255，從輸入圖像信號(hào)中直接計(jì)算CDF值。
CDF計(jì)算器210的詳細(xì)電路圖如圖8所示。
在圖8中，每個(gè)比較器212.1～212.256將輸入像素與從“0”到“255”的相應(yīng)灰度級(jí)作比較。即，若輸入像素為灰度級(jí)“255”或小于“255”，則比較器212.256輸出信號(hào)“1”，若輸入像素為灰度級(jí)“254”或小于254，則比較器212.255輸出信號(hào)“1”，若輸入像素為灰度級(jí)“0”，則比較器212.1輸出信號(hào)“1”。
每當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)(CLK)輸入時(shí)，如果每個(gè)比較器212.1～212.256輸入到每個(gè)使能端口ENA的輸出等于“1”，則每個(gè)累加器214.1～214.256就增加1，并在幀同步信號(hào)(FRAME SYNC)輸入到每個(gè)保持和清除端口、以將累加值清“0”時(shí)，輸出當(dāng)前的累加值。
在“與”門216中，系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)(SYS CLK)和表示CDF計(jì)算區(qū)域的區(qū)域控制信號(hào)(AREA)進(jìn)行“與”操作，得到輸入到每個(gè)累加器214.1～214.256的時(shí)鐘信號(hào)(CLK)。
例如，累加器214.256的輸出信號(hào)表示每幀具有灰度級(jí)“255”或小于“255”的像素的數(shù)目，累加器214.255的輸出信號(hào)表示每幀具有灰度級(jí)“254”或小于“254”的像素的數(shù)目，累加器214.1的輸出信號(hào)表示每幀具有灰度級(jí)“0”的像素?cái)?shù)目。
每個(gè)累加器214.1～214.256的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖9所示。這里，作為一個(gè)例子將描述累加器214.256的結(jié)構(gòu)。
如圖9中所示，加法器241將作為使能信號(hào)ENA輸入的比較器212.256的輸出“1”和反饋信號(hào)相加，相加后的信號(hào)經(jīng)“與”門242鎖存到第一鎖存器244。經(jīng)“非”門243輸入的幀同步信號(hào)(FRAME SYNC)對(duì)“與”門242清零。
在“或”門245中，經(jīng)幀同步信號(hào)(FRAME SYNC)和時(shí)鐘信號(hào)(CLK)的“或”操作所獲得的信號(hào)，輸入到第一鎖存器244的時(shí)鐘端口，每當(dāng)“或”門245的輸出等于“1”時(shí)，第一鎖存器244將鎖存輸出作為反饋信號(hào)反饋到加法器241，并同時(shí)將該鎖存輸出輸出到第二鎖存器246。
第二鎖存器246在其時(shí)鐘端口接收幀同步信號(hào)(FRAME SYNC)作為保持信號(hào)，并輸出通過(guò)保持第一鎖存器245的輸出所得到的值，即根據(jù)幀同步信號(hào)RFAME SYNC，在CDF計(jì)算區(qū)域內(nèi)每幀具有灰度級(jí)“255”或小于“255”的像素的數(shù)目。
這里，在用于本發(fā)明的CDF計(jì)算區(qū)域中，圖10的NTSC CCIR 601的NTSC標(biāo)準(zhǔn)圖像(858個(gè)像素×525行)的720個(gè)像素×480行有效像素內(nèi)，每場(chǎng)僅640個(gè)像素×204.8行用作直方圖均衡的CDF計(jì)算區(qū)域。
此外，如果每幀僅使用218(640×204.8×2)個(gè)像素，即，令總像素?cái)?shù)目n為2m(m為整數(shù))來(lái)計(jì)算CDF，則圖5中所示的CDF計(jì)算器120的除法器124.1～124.256就不需要了。因難以設(shè)計(jì)除法器的邏輯，若省掉了除法器，則電路的設(shè)計(jì)就簡(jiǎn)化了。
在圖5中，720個(gè)像素×480行的整幅圖像被用作CDF計(jì)算區(qū)域，所以，總像素?cái)?shù)目n等于720×480。即，總像素?cái)?shù)目不能用2m來(lái)表示，這樣，具有復(fù)雜設(shè)計(jì)的除法器是必需的。
然而，為了使用本發(fā)明的CDF計(jì)算器計(jì)算每個(gè)灰度級(jí)的CDF值，累加器214.1～214.256的所有輸出，即從每幀具有灰度級(jí)“0”的像素的數(shù)目到每幀具有灰度級(jí)“255”或小于“255”的像素的數(shù)目，均應(yīng)分別除以總像素的數(shù)目。但是，除以2m的總像素?cái)?shù)目n的真實(shí)意義就是移位，從而，除法器就不需要了。
因此，對(duì)CDF計(jì)算器210的所有輸出，即每幀從具有灰度級(jí)“0”的像素的數(shù)目到具有灰度級(jí)“255”或小于“255”的像素的數(shù)目，根據(jù)基2的冪的數(shù)目移位的值，分別乘以最大灰度級(jí)，結(jié)果存貯在圖7的查找表220中。
這里，如參照?qǐng)D6B所述，根據(jù)幀同步信號(hào)(FRAME SYNC)更新查找表220的新幀的CDF值的時(shí)段，對(duì)應(yīng)于第一場(chǎng)的垂直消隱時(shí)段“d”。因此，對(duì)應(yīng)于輸入像素的均衡輸出可通過(guò)選擇對(duì)應(yīng)于輸入像素的存貯在查找表中的值得到。
本發(fā)明能應(yīng)用到比圖7的CDF計(jì)算器210結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單的電路中，根據(jù)具有該簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的電路，計(jì)算量化的灰度級(jí)的各CDF，而不是從最小到最大計(jì)算每個(gè)灰度級(jí)的CDF，再內(nèi)插所得到的量化的灰度級(jí)的各CDF，然后輸出結(jié)果。
如上所述，在本發(fā)明的直方圖均衡裝置中，幀存貯器、PDF計(jì)算器和用于CDF計(jì)算的除法器被省掉，使得原來(lái)使用程序操作、僅能用于靜止圖像的直方圖均衡功能，現(xiàn)在能夠以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)圖像的實(shí)時(shí)處理中。
權(quán)利要求
1.一種由預(yù)定數(shù)目的灰度級(jí)表示的運(yùn)動(dòng)圖像的直方圖均衡裝置，包括計(jì)算器，對(duì)一個(gè)屏幕單位內(nèi)的輸入圖像，從灰度級(jí)的最小值到最大值或小于最大值，計(jì)算具有一個(gè)灰度級(jí)的像素的數(shù)目，以計(jì)算每個(gè)灰度級(jí)的累積分布函數(shù)值；和存貯器，根據(jù)每個(gè)灰度級(jí)的CDF值，更新對(duì)應(yīng)于一個(gè)屏幕單位內(nèi)的輸入運(yùn)動(dòng)圖像的每一灰度級(jí)的直方圖均衡過(guò)的灰度級(jí)，并根據(jù)輸入運(yùn)動(dòng)圖像的一個(gè)灰度級(jí)輸出相應(yīng)直方圖均衡過(guò)的灰度級(jí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直方圖均衡裝置，其中所述屏幕單位是幀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直方圖均衡裝置，其中所述計(jì)算器包括多個(gè)比較器，將輸入運(yùn)動(dòng)圖像的灰度級(jí)與每個(gè)灰度級(jí)作比較；和多個(gè)累加器，累加所述多個(gè)比較器的每個(gè)輸出，以輸出每一屏幕單位從最小值到最大值或小于最大值的各個(gè)灰度級(jí)的CDF值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直方圖均衡裝置，其中每個(gè)累加器每當(dāng)輸入一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)時(shí)就累加每個(gè)比較器的輸出，并根據(jù)幀同步信號(hào)輸出累加值，同時(shí)清除所述累加值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直方圖均衡裝置，其中所述時(shí)鐘信號(hào)是根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和表示CDF計(jì)算區(qū)域的區(qū)域控制信號(hào)產(chǎn)生的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直方圖均衡裝置，其中CDF計(jì)算區(qū)域的總像素?cái)?shù)目等于2m，此處m為整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直方圖均衡裝置，其中所述輸入圖像是根據(jù)前一圖像的CDF值被直方圖均衡的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直方圖均衡裝置，其中存貯在所述存貯器中的所述CDF值，按照幀同步信號(hào)，根據(jù)所述計(jì)算器計(jì)算出的一幀的CDF值被更新。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直方圖均衡裝置，其中所述幀同步信號(hào)是表示所述幀的垂直消隱期間的控制信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直方圖均衡裝置，其中存貯在所述存貯器中的所述直方圖均衡過(guò)的灰度級(jí)，是通過(guò)所述計(jì)算器計(jì)算出的每個(gè)灰度級(jí)的CDF值與最大灰度級(jí)相乘得到的。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直方圖均衡裝置，其中通過(guò)從灰度級(jí)的最小值到最大值或小于最大值對(duì)每個(gè)灰度級(jí)的數(shù)值作對(duì)應(yīng)于基2的冪的數(shù)目(m)次移位，然后，將每個(gè)移位結(jié)果與最大灰度級(jí)相乘，得到存貯在所述存貯器中的所述直方圖均衡過(guò)的灰度級(jí)。
12.一種由預(yù)定數(shù)目的灰度級(jí)表示的運(yùn)動(dòng)圖像的直方圖均衡方法，包括以下步驟(a)對(duì)一個(gè)屏幕單位中的輸入運(yùn)動(dòng)圖像，從灰度級(jí)的最小值到最大值或小于最大值，計(jì)算具有一個(gè)灰度級(jí)的像素的數(shù)目，以輸出每個(gè)灰度級(jí)的CDF值；和(b)將對(duì)應(yīng)于輸入運(yùn)動(dòng)圖像灰度級(jí)的CDF值與最大灰度級(jí)相乘，以輸出直方圖均衡過(guò)的灰度級(jí)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的直方圖均衡方法，其中CDF計(jì)算區(qū)域的總像素?cái)?shù)目等于2m，此處，m為整數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的直方圖均衡方法，其中步驟(a)包括以下子步驟(a1)將輸入圖像的灰度級(jí)與最小值到最大值或小于最大值的各個(gè)灰度級(jí)作比較；和(a2)累加一個(gè)屏幕單位中的步驟(a1)的比較結(jié)果，從灰度級(jí)的最小值到最大值或小于最大值，輸出每屏具有一個(gè)灰度級(jí)的像素的數(shù)目的所有數(shù)值。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的直方圖均衡方法，其中所述屏幕單位為幀。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的直方圖均衡方法，其中所述輸入圖像是根據(jù)前一圖像的CDF值被直方圖均衡的。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的直方圖均衡方法，其中從灰度級(jí)的最小值到最大值或小于最大值，對(duì)各個(gè)灰度級(jí)的值作相應(yīng)于基2的冪的數(shù)目(m)次移位，然后將每個(gè)移位結(jié)果乘以最大灰度級(jí)，得到步驟(b)的直方圖均衡過(guò)的灰度級(jí)。
全文摘要
一種運(yùn)動(dòng)圖像對(duì)比度增強(qiáng)的直方圖均衡裝置,包括:CDF計(jì)算器,以幀為單位對(duì)輸入圖像從灰度級(jí)的最小值到最大值或小于最大值計(jì)算一個(gè)灰度級(jí)的像素?cái)?shù)目,以計(jì)算每個(gè)灰度級(jí)的累積分布函數(shù)(CDF)值;查找表,根據(jù)每個(gè)灰度級(jí)的CDF值,以幀為單位,更新對(duì)應(yīng)于輸入運(yùn)動(dòng)圖像的每個(gè)灰度級(jí)的直方圖均衡過(guò)的灰度級(jí),并根據(jù)輸入運(yùn)動(dòng)圖像的一個(gè)灰度級(jí)輸出相應(yīng)的直方圖均衡過(guò)的灰度級(jí)。因此,該直方圖均衡裝置能以簡(jiǎn)單的硬件對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)直方圖均衡,而不使用幀存貯器、概率密度函數(shù)(PDF)計(jì)算器和用于累積分布函數(shù)(CDF)計(jì)算的除法器。
文檔編號(hào)H04N5/202GK1193399SQ97190490
公開(kāi)日1998年9月16日 申請(qǐng)日期1997年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月20日
發(fā)明者樸永 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社