[发明专利]熵值计算装置及熵值计算方法

说明书

本发明提供一种熵值计算装置及熵值计算方法，所述装置包括标准化模块用于根据图像分块第i个灰度阶像素点的个数N_i获取x_i和m_i；对数函数拟合的计算模块用于将N_i作为第i个时钟周期的信号值，根据x_i和m_i获取所述多项式的拟合输出log₂N_i；相乘模块用于将所述log₂N_i的拟合输出与N_i相乘；累加模块用于计算以及相减模块用于计算p减去所述累加模块的输出值以获得该图像分块的熵值，其中，p＝log₂P，P为该图像分块的像素总数。本发明提供的方法及装置优化熵值计算中的对数函数及熵值计算。

技术领域

本发明涉及数字集成电路领域，尤其涉及一种熵值计算装置及熵值计算方法。

背景技术

当前，基于熵值的自动曝光技术，能够自动寻找关注区域，进而自动调整各分区的权值，使得确定的曝光时间和增益更加合理。

如上述公式所示，其为对一个区域内图像熵值E的计算公式。p_i为不同灰度级出现的概率。基于熵值的自动曝光计算，不可避免的涉及对指数函数的计算。但对于数字电路，加、减或移位操作相对简单，乘法、指数或对数运算，对应电路的复杂度将直线上升。因此，考虑综合考虑成本、时间，基于熵值的自动曝光技术设计中，在保证计算的精度情况下，对数函数的简约设计必不可少。

现有的对于对数函数的对应数字电路设计方案，主要分为四类：

1)基于查找表的指数函数计算方法，该方法的计算精度受查找表的大小直接控制，且随计算范围和计算精度的提升，查找表的大小成指数上升。

2)基于查找表的多项式逼近方法，该方法在运算过程中，需要较大的参数存储空间；需要较为复杂的乘法电路；同时，随着精度的提高和计算范围的拓宽，参数和乘法电路的复杂度成指数上升。

3)基于泰勒级数展开的指数函数计算方法，在一定的范围内，能够获得较高的计算精度，但随着计算范围的拓宽，与多项式逼近法相似，所需的参数存储空间和乘法电路的复杂度指数上升。

4)CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer，坐标旋转数字计算方法)算法，能够综合计算精度和电路复杂度的矛盾，但CORDIC算法系统设计复杂度较高，设计周期较长。对精度要求并不高的基于熵值的自动曝光计算，使用CORDIC算法显然并非完全合适。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种熵值计算装置及熵值计算方法，以优化对数函数及熵值计算。

根据本发明的一个方面，提供一种熵值计算装置，包括：

标准化模块，用于根据图像分块第i个灰度阶像素点的个数N_i获取x_i和m_i，m_i为多项式输入的整数部分，x_i为多项式输入的小数部分，N_i为自然数，i为大于等于0小于等于n的整数，n为图像分块的灰度阶数；

对数函数拟合的计算模块，用于将N_i作为第i个时钟周期的信号值，根据x_i和m_i获取所述多项式的拟合输出log₂N_i，包括：

k+1个计算单元，每个所述计算单元包括一个子求和模块及t个子乘积模块，k为所述拟合多项式的阶数，t为大于等于0小于等于2的整数，其中，

在第一个计算单元至第k个计算单元中，第r个计算单元用于向第r+1个计算单元输出