[发明专利]基于优化查找表法的对数函数计算的方法及装置

说明书

本发明提供一种基于优化查找表法的对数函数计算的方法及装置，方法包括：接收输入数据，若符合预定定义域则将输入数据转化为M位二进制数据；将M位二进制数据右移，直至该M位二进制数据最高位位移至第0位，获得总移位位数及该M位二进制数据中该最高位右相邻的n位数据，总移位位数的二进制式位宽为m，其中，n、m为整数，2^m‑1＜M≤2^m；将总移位位数的二进制式拼接到输出结果的高m位上表征整数部分，根据查找表将n位数据扩展至N位拼接到输出结果的低N位上表征小数部分，结合所述整数部分和所述小数部分获得输出结果共m+N位，其中，N为正整数；使乘数与查找表输出相乘获得计算结果。本发明提供的装置及方法优化对数函数的计算。

技术领域

本发明涉及数字集成电路领域，尤其涉及一种基于优化查找表法的对数函数计算的方法及装置。

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。

但如公式(1)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，提供一种基于优化查找表法的对数函数计算的方法及装置，以优化查找表法的对数函数计算。

根据本发明的一个方面，提供一种基于优化查找表法的对数函数计算的方法，包括：接收输入数据，判断所述输入数据是否符合预定定义域，若符合则将输入数据转化为M位二进制数据，其中，M为正整数；将M位二进制数据右移，直至该M位二进制数据最高位位移至第0位，获得总移位位数及该M位二进制数据中该最高位右相邻的n位数据，总移位位数的二进制式位宽为m，其中，n、m为整数，2^m-1＜M≤2^m；将总移位位数的二进制式拼接到输出结果的高m位上表征整数部分，根据查找表将n位数据扩展至N位拼接到输出结果的低N位上表征小数部分，结合所述整数部分和所述小数部分获得输出结果共m+N位，其中，N为正整数；根据不同底数的对数函数确定乘数，使所确定的乘数与所述查找表输出相乘，以获得计算结果。