[发明专利]直方图均衡系统及图像处理装置

说明书

本发明涉及一种直方图均衡系统和一种图像处理装置。所述直方图均衡系统中，根据系统时钟信号逐行接收图像各个像素点在给定灰度区间内的灰度级，并通过分时统计方式将关于奇数列像素点在给定灰度区间内的各灰度级出现次数的统计值存储到第一存储器，将关于偶数列像素点在给定灰度区间内的各灰度级出现次数的统计值存储到第二存储器，可以缓解高频率系统时钟信号下读写数据容易出现的时序紧张问题，而且奇数列像素点和偶数列像素点都被统计，可以确保具有较高的统计精度。所述图像处理装置包括所述直方图均衡系统。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种直方图均衡系统以及一种图像处理装置。

背景技术

直方图均衡(histogram equalization)是图像处理领域中的一种利用图像直方图调整对比度的方法，其可以用于增强局部的对比度而不影响整体的对比度。直方图均衡可用于增强背景和前景都太亮或太暗的图像(即动态范围偏小的图像)的对比度，而且可以用于对包括医学图像、雷达图像等高动态范围(High-Dynamic Range，HDR)图像进行色调映射。色调映射指的是压缩高动态范围图像使图像满足常规显示设备进行显示的动态范围的技术，其中尽可能地保留高动态范围图像内的对比度、颜色等信息。

实现直方图均衡的算法的基本操作包括统计每个灰度级在输入图像的全部像素中出现的次数，并进行运算处理，将每个像素的灰度级映射到新的灰度级。该算法可通过硬件电路实现，其中，利用一定频率的系统时钟信号控制直方图均衡系统中相应功能模块的操作，例如系统在接收到一帧输入图像的像素点后，接着进行灰度级统计，计数模块需要在系统时钟信号的一个时钟周期内，完成从存储器中读取相应灰度级的上一统计值、加1后再写入存储器的过程。

随着芯片制造工艺的发展，图形处理芯片的尺寸及耗电都在下降，如目前已经开发出40纳米低耗电(40LP)制程。同时，所采用的系统时钟信号的频率也在提高，如达到150MHz以上，甚至200MHz以上。这种情况下，如果要完成如上述灰度级统计的过程，且同时满足整体系统的时序，一种方法是采用两倍于系统时钟频率的高频电路对存储器进行读写操作，但这样系统时钟频率的两倍可能会达到300MHz以上，时序会非常紧张，容易导致输出错误；另一种方法是利用两个系统时钟周期分别进行读写，即算法上只对奇数列或偶数列的像素点进行灰度级统计，舍弃了对其它像素点的统计，存在统计精度差的问题。时序紧张及统计精度差的问题也会影响到色调映射的效果。

发明内容

为了缓解在高频率时钟信号下出现的时序紧张问题，同时确保较高的统计精度，本发明提供了一种直方图均衡系统。另外还提供一种包括所述直方图均衡系统的图像处理装置。

一方面，本发明提供一种直方图均衡系统，包括直方图均衡电路、第一存储器和第二存储器，所述直方图均衡电路包括：直方图统计模块，所述直方图统计模块用于根据系统时钟信号逐行接收图像中各个像素点在给定灰度区间内的灰度级，并根据第一存储器时钟信号对所述第一存储器进行读写操作，以将关于奇数列像素点在所述给定灰度区间内的各灰度级出现次数的统计值存储到所述第一存储器，以及，根据第二存储器时钟信号对所述第二存储器进行读写操作，以将关于偶数列像素点在所述给定灰度区间内的各灰度级出现次数的统计值存储到所述第二存储器；其中，所述第一存储器时钟信号根据所述奇数列像素点的接收信号设置，所述第二存储器时钟信号根据所述偶数列像素点的接收信号设置。

可选的，所述第一存储器时钟信号和所述第二存储器时钟信号中，对一个所述像素点的操作周期包括读出相应统计值的读操作时间和加1再写入的写操作时间，并且，对于同一行上依次排列的奇数列像素点和偶数列像素点，所述奇数列像素点的写操作时间与所述偶数列像素点的读操作时间重叠。

可选的，所述直方图均衡系统还包括第三存储器；所述直方图统计模块还用于分别读取所述第一存储器存储的各灰度级对应的统计值和所述第二存储器存储的各灰度级对应的统计值，分别加和计算，得到所述各灰度级对应的总统计值，并将所述总统计值存储到所述第三存储器。