[实用新型]控制平均亮度的直方图均衡装置

摘要

一种控制平均亮度的直方图均衡装置，其包含电路连接的直方图存储器，比较器，加法器，计数器，截断直方图的亮度累计概率分布函数组合电路模块，映射表组合电路模块，亮度变换输出模块，特点是，还包含全图亮度累加器，剩余亮度累加器，近似平均亮度除法器，平均亮度除法器。本实用新型提供的控制平均亮度的直方图均衡装置，可有效直接地控制直方图均衡带来的亮度变化。

主权项

1.一种控制平均亮度的直方图均衡装置，其特征在于，包含：一截断直方图存储器(1)，其存储截断直方图数组CH[x]，x∈{Xi|i＝0，1，…，N-1}，其中X0，X1，…，Xi，…，XN-1顺序为N级离散化的图像亮度值，且X0对应图像亮度值域的极小值，XN-1对应图像亮度值域的极大值；一截断直方图读取模块(17)，其和截断直方图存储器(1)连接，用于存储截断直方图存储器的地址，根据输入的图像亮度信号Xin，该截断直方图读取模块(17)读取并输出对应的截断直方图数组的元值CH[Xin]；一比较器(2)，其输入端与截断直方图读取模块(17)的输出端连接，将截断直方图读取模块(17)输出的截断直方图存储数组的元值CH[Xin]与比较器(2)预设的参数CountMax比较，判断CH[Xin]是否小于CountMax；若是，则输出加法器触发信号S-In；若否，则输出计数触发信号S-Out；一加法器(3)，其输入端连接比较器(2)的加法输出端，并与截断直方图存储器(1)连接；当加法器(3)收到比较器(2)输出的加法器触发信号S-In，该加法器(3)将截断直方图存储数组的元值加1，并将相加后的结果传输至截断直方图存储器(1)，覆盖更新截断直方图存储数组；一计数器(4)，其输入端连接比较器(2)的计数输出端，当其收到比较器(2)输出的计数触发信号S-Out，对计算截断像素和CN的值加1，进行计数；一截断直方图的亮度累计概率分布函数组合电路模块(5)，该模块的输入端连接所述的截断直方图存储器(1)和计数器(4)的输出端，其根据截断直方图存储器(1)和计数器(4)的输出，计算基于截断直方图的累计概率分布函数：CCDF[x]，x∈{Xi|i＝0，1，…，N-1}，其中X0，X1，…，Xi，…，XN-1顺序为N级离散化的图像亮度值，X0对应图像亮度值域的极小值，XN-1对应图像亮度值域的极大值；定义数组CCH[x]，x∈{Xj|j＝0，1，…，N-1}，其中X0，X1，…，Xj，…，XN-1顺序为N级离散化的图像亮度值，而且X0对应图像亮度值域的极小值，XN-1对应图像亮度值域的极大值；CCH[X0]＝CH[X0]+CN/N；再循环计算：CCH[Xj]＝CCH[Xj-1]+CH[Xj]+CN/N，j＝1，2，…，N-1；最后循环计算：CCDF[Xj]＝CCH[Xj]/Num，j＝0，1，…，N-1；其中Num为该图像的像素总数；一剩余亮度累加器(6)，其输入端连接亮度信号输入Xin并同时连接比较器(2)的计数输出端，当接收到该端口输出的计数触发信号S-Out，计算剩余亮度和：SS＝SS+Xin；一近似平均亮度除法器(7)，其输入端分别连接截断直方图存储器(1)和剩余亮度累加器(6)的输出端，根据截断直方图存储器(1)和剩余亮度累加器(6)的输出，计算均衡后的近似平均亮度：BA_CUT＝[SS+(X0+XN-1)×CN/2]/Num，其中Num为该图像的像素总数；一个全图亮度累加器(8)，其输入端输入数字图像的像素亮度值，计算全图亮度和：S＝S+Xin；一平均亮度除法器(9)，其输入端连接全图亮度累加器(8)的输出端，计算平均亮度：BA＝S/Num；一均衡系数组合电路模块(10)，其输入端分别连接近似平均亮度除法器(7)和平均亮度除法器(9)的输出端，计算均衡系数：K＝DBA/|BA_CUT-BA|，其中，DBA为预定的允许亮度移动最大范围；一映射表组合电路模块(11)，其输入端连接截断直方图的亮度累计概率分布函数组合电路模块(5)和均衡系数组合电路模块(10)的输出端，计算亮度映射表：G[Xi]，i＝0，1，…，N-1；G[Xi]＝(1-K)×Xi+K×CCDF[Xi]×XN-1；i＝0，1，…，N-1，其中，K为预定参数，且0≤K≤1；一亮度映射表存储器(12)，其与映射表组合电路模块(11)连接，存储亮度映射表的元值；一帧存储器(13)，该存储器的输入端输入数字图像的亮度数值Xin，将输入的数字图像的亮度数值向后延迟时间T再输出，其中，T是输入一帧/场图像需要的时间；一亮度变换输出模块(14)，该模块的输入端连接所述的亮度映射表存储器(12)的输出端和帧存储器(13)的输出端，其通过寻址亮度映射表，得到输出增强后的图像像素的亮度值：Xout＝G[Xin]。