[发明专利]影像灰阶分布的统计装置及其方法

说明书

【技术领域】

本发明是有关于一种数字影像的装置，且特别是有关于一种影像灰阶分布的统计装置。

【背景技术】

灰阶直方图与灰阶累积百分率图是影像处理中不可或缺的重要信息。一般来说，灰阶直方图会利用机率分布函数来求得，而灰阶累积百分率图会利用累积分布函数来求得。以下对灰阶直方图与灰阶百分率图作更进一步的说明。

图1A是现有技术的灰阶直方图。请参照图1A，灰阶直方图可用来评判影像的灰阶分布，其横轴为灰阶值，纵轴为数据数量，即影像中每个灰阶值的数据数量分布。以正常暗态型态的液晶显示器为例。若波峰越接近右边，则表示亮资料的数据越多，整张影像会偏亮，反之，若波峰越接近左边，则表示暗资料的数量较多，整张影像会偏暗。

图1B是现有技术的灰阶累积百分率图。请参照图1B，灰阶累积百分率图也可用来做作为评价影像灰阶分布的一个工具。图1B的灰阶累积百分率图与图1A的灰阶直方图相类似。不同之处在于，灰阶累积百分率图的横轴为灰阶值，纵轴为累积百分率，即影像中每个灰阶值的累积百分率。举例来说，灰阶值200所显示的累积百分率为影像中灰阶值在200以下的画素总量除以影像中画素总量。

图2A是现有技术中一种计算CDF值的电路架构图。请参照图2A，假设以分辨率为1366×768的单色256灰阶的输入影像为例。比较单元101具有256个比较器，即101.0～101.255。计数单元103具有256个计数器，即103.0～103.255。除法单元105具有256个除法器，即105.0～105.255。输出单元107具有256个缓存器，即107.0～107.255。

比较器101.0～101.255的第一输入端分别接收预设灰阶信息”0”～”255”，比较器101.0～101.255的第二输入端则用来接收输入影像中各数据的灰阶值。当各比较器的第二输入端所接收的灰阶值小于或等于第一输入端的预设灰阶信息时，比较器则输出高电位的电压；反之则输出低电位的电压。更详细地说，当比较器101.0～101.255的第二输入端所接收到的灰阶值为”50”时，比较器101.0～101.50则都会输出高电位的电压，而比较器101.51～101.255则都会输出低电位的电压。

计数器103.0～103.255分别储存有一计数值，且可依据清除讯号clear_1清除上述的计数值。当各计数器接收到高电位的电压”1”时，计数器会依据频率讯号clk_1而对其内储存的计数值进行加1的动作，其目的即在于统计输入影像中各灰阶值的数据数量。此外，计数器103.0～103.255可将上述数据数量分别输出给除法器105.0～105.255。接着，除法器105.0～105.255则分别将所接收到的数据数量除以影像中数据总量”1,049,088”。如此一来，则可得到输入影像中每个灰阶值的累积百分率。最后再由缓存器107.0～107.255闩锁除法器105.0～105.255的输出值，并依据频率讯号clk_2而分别输出灰阶值”0”～”255”的CDF值。

由于每一灰阶可能出现的数据数量的上限值为1366×768＝1,049,088次，因此计数单元103中的各计数器必须是21位以上的计数器，亦即各计数器至少需要21个缓存器来实施。也就是说，计数单元103需使用256×21＝5,376个缓存器。再者，若要保留两张输入影像的灰阶累积百分率图。计数单元103则必须使用10,752个缓存器。此外，随着输入影像的分辨率或是输入影像的灰阶数的提高，计数单元103所使用的缓存器数量也会随之增加。现有技术计算CDF值的电路应用在高分辨率或是高灰阶数的输入影像时，往往需要十分庞大的硬件成本，而不适合实际应用于产品中。

有鉴于此，目前发展出一种解决方式，将多个灰阶值进行合并统计。图2B是现有技术的另一种计算CDF值的电路架构图。继续以分辨率为1366×768的单色256灰阶的输入影像为例。图2B与图2A相类似，不同之处在于，比较单元201具有128个比较器，即101.1、101.3、...、101.253、101.255。计数单元203具有128个计数器，即103.1、103.3、...、103.253、103.255。除法单元205具有128个除法器，即105.1、105.3、...、105.253、105.255。输出单元207具有128个缓存器，即107.1、107.3、...、107.253、107.255。