[发明专利]多维直方图统计电路和图像处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，更具体的说，是涉及一种多维直方图统计电路和具有该多维直方图统计电路的图像处理系统。

背景技术

在图像处理领域中进行图像匹配计算的过程中，通常采用基于颜色的2维和3维颜色直方图的图像比较算法，以及一种用于比较两组多维特征的样本集的核距离算法。

其中，在多维直方图统计的过程中采用被动式自动对焦技术。该被动式自动对焦技术通常先检测一个可以描述图像清晰程度的值，即锐度，然后再利用搜索算法调节镜头中镜片的位置到更清晰的位置，在新的位置再检测当前描述图像清晰程度的锐度，以此调节镜片，直到获取描述图像最清晰的锐度为止。

在提取锐度的过程中所采用的锐度函数，为基于相邻帧图像的联合直方图的锐度函数，该锐度函数由S.Yousefi,M.Rahman在2011年的论文“A New Auto-Focus Sharpness Function for Digital and Smart-Phone Cameras”中定义了一种基于相邻帧图像的联合直方图的锐度函数中提出。根据上述定义，联合直方图的偏对角线元素和SoD(Sum ofthe Off-Diagonal，偏对角线元素和)可以作为锐度函数值，使用该SoD锐度作为图像清晰度的尺度，然后实时搜索算法控制镜头状态获得最清晰的图像，实现自动对焦过程，最后再使用计算机依据定义的256*256字节的整型数组，由计算机CPU(Central Processing Unit，中央处理器)依次读取(或者根据颜色数据计算)每个像素坐标在领域平均图像的灰度值(8bits)和当前帧的灰度值(8bits)，将获取的两个灰度值作为数组的索引，对对应的数组元素执行加一操作，对每个像素执行该操作后，完成对联合直方图的统计。

上述过程都是基于计算机的纯软件实现的，可具体体现为：将向量空间划分为若干子空间，并在内存中定义一一映射的频数变量，CPU依次从存储器读取每一个向量样本数据，再判断该向量样本所属子空间，在此基础上将对应的频数变量加一。当对每一个向量样本都执行了上述操作之后，利用获取到的频数变量构成该向量样本集合对应的多维直方图。

采用上述方式进行联合直方图统计，即统计多维直方图的运算虽然简单，但是由于图像数据很大，计算次数较多，会占用大量CPU的资源，对于计算机而言不仅耗时而且实时性也较差。为了避免上述问题，并实现基于直方图的图像增强、自动曝光、自动增益等算法。当前有采用数字逻辑电路，即采用硬件的方式实现单帧图像的直方图统计电路。但是这种直方图统计电路的方案目前仅仅局限于一维直方图的统计，不能获得样本向量中变量之间的关联信息，并适用于多维直方图的统计。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种多维直方图统计电路及具有该多维直方图统计电路的图像处理系统，以克服现有技术中基于计算机进行多维直方图的统计时，占用大量CPU资源，造成统计过程耗时且实时性较差的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种多维直方图统计电路，包括：

降维子电路，用于接收对应多维直方图多维向量样本集的多个数字序列，并获取当前合并多个数字序列后的联合数字序列；

一维直方图统计子电路，用于接收并统计当前所述联合数字序列对应的一维直方图，并依据预设的一维直方图与多维直方图的数据映射关系，确定多维直方图的数据；

外部接口子电路，用于读取所述多维直方图的数据。

一种图像处理系统，包括：上述记载的多维直方图统计电路，以及处理器；

所述处理器读取所述多维直方图统计电路中统计的多维直方图数据进行相应的图像处理。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明实施例公开了一种多维直方图统计电路及具有该多维直方图统计电路的图像处理系统。通过设置的降维子电路将接收到的对应多维直方图多维向量样本集的多个数字序列进行合并，得到一个联合数字序列，其中，该联合数字序列中的一维直方图的数据与需要统计的多维直方图数据具有一一映射的关系；基于该映射关系通过一维直方图统计子电路统计对应联合数字序列的一维直方图数据，并基于统计结果确定多维直方图的数据，实现对多维直方图的统计。本发明实施例通过上述方式进行多维直方图的统计，无需消耗计算机资源，实现了降低计算机功耗的目的；同时，也能够避免现有技术统计过程中频繁访问存储器的时间开销，在降低计算机功耗的基础上，实现了提高统计多维直方图的实时性目的。

附图说明