Устройство для формирования гистограмм

 

Изобретение относится к вычислиительной технике и предназначено для формирования гистограмм яркости изображений . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет выравнивания гистограмм и управления динамическим диапазоном. Устройство включает блок формирования гистограмм 1, блок выравнивания гистограмм 2, блок задания динамического диапазона 3, синхронизатор 4. С помощью блокл 1 формируется гистограмма исходного сигнала изображения, которая с целью улучшения качества сигнала преобразуется к заданному виду в бпокп 2. Блок 3 позволяет управлять динамическим диапазоном сигнала. 4 ил. ч i 3 (Л С

„„Я0„„1621047 А 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gI)g G 06 Г 15/36, 15/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HQMHTET

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) .4493393/24 (22) 15.08.88 (46) 15.01,91. Бюл. Р 2 (72) A.Ë.Блудов, Д.Ю.Иинкин и П.II.ÏðîõîðoB (53) 681 ° 325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1302300, кл. С 06 F 15/70, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1312614, кл. G 06 F 15/36, 1986.

Лвторское свидетельство СССР

Р 1298768, кл . С 06 Г 15/36, 1985.

Авторское свидетельство СССР

I ii 951321, кл. G 06 Г 15/36, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОР11ИРОВАНИЯ ГИСТОГРАИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для формирования гистограмм яркости иэображений. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет выравнивания гистограмм и управ" ления динамическим диапазоном. Устройство включает блок формирования гистограмм 1, блок выравнивания гистограмм 2, блок задания динамического диапазона 3, синхронизатор 4. С помощью блока 1 формируется гистограмма исходного сигнала иэображения, которал с целью улучшения качества сигнала преобразуется к заданному ви- . ду в бпоке 2. Блок 3 позволяет управ" лять динамическим диапазоном сигнала.

4 ил.

1621047

Изобретение относится к вычислительной технике и йожет быть использовано для построения амплитудных гистограмм сигйалов, а также для выравнивания формы гистограммы и выбора оптимального динамического диапазона яркостей с целью улучшения качества изображений.

Цель изобретения — расширение фун- 10 кциональных возможностей эа счет выравнивания гистограмм и управления .динамическим диапазоном.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — схема 15 блока формирования гистограмм; на фиг.3 — схема блока выравнивания гистограмм; па фиг.4 — схема блока задания динамического диапазона.

Устройство для формирования гисто- 20 грамм содержит блок 1 формирования гистограмм, блок 2 выравнивания гистограмм, блок 3 задания динамического диапазона, синхронизатор 4, входы 5-7 и выходы 8 и 9. 25, Блок 1 состоит.из запоминающего устройства 10 изображения, дешифратора 11 и счетчика 12.

Блок 2 содержит элементы ИЛИ 13, с гетчик 14, делители 15, умножители 30

16, сумматоры 17, регистры 18 и элементы И 19.

Блок 3 образуют регистры максимума 20 и минимума 21.и сумматор 22.

Устройство работает следующим об- 35 разом.

Сигнал изображения, подвергаемый обработке, в виде матрицы ti-разряд ны1с квантованных сигналов хранится в запоминающем устройстве 10 иэо- 40 бражения. Запись изображения в запоминающее устройство 10 осуществляется через его информационные входы.

Подачей импульса считывания от син хронизатора 4 на вход считывания 15 запоминающего устроства 10 изображения начинается последовательное счи . тывание сигналов изображения, которые поступают на входы. дешифратора .1i. В. соответствии со значением. сиг- 50 нала, на одном из выходов дешифратора 11 формируется высокий уровень сигнала поступающий на счетный вход соответствующего счетчика,12, Синхронно сигналы с выходов дешифратора 11 >5 поступают на информационный вход блока 2 выравнивания гистограмм, При поступлении сигнала на счетный вход счетчика 12 его содержимое увеличивается на единицу. Но окончании выборки из запоминающего устройства 10 значений всех элементов сигнала изображения на входы считывания всех счетчиков 12 от синхронизатора 4 поступает импульс считывания и их содержимое считывается с.первых выходов

8 устройства. На этом заканчивается первый этап работы устройства, заключающийся в формировании амплитудной гистограммы яркостей иэображения.

Следующий этап заключается в улучшении качества исходного изображения на основании преобразования яркостей его элементов.

Как правило динамический диапазон сигнала изображения может изменяться в широких пределах, поэтому для улучшения .его передачи и воспроизведения

l необходимо варьировать значения границ динамического диапазона и форму распределения значений сигнала изображения.

С этой целью сигнал изображения преобразуется в предлагаемом устройстве следующим образом:

= (Кчакс Кмин) х Р (f(u,1) + дмии (1) где дм„ г, - желаемые макси мальное и минимальное значения диапазона яркостей сигнала;

1 (К) — вероятность того, что элемент изображения имеет значение . К, вычисляемая как:

1 К

V(I ) = — — + П(.), (2) а=о где H(z) — гистограмма распределения яркостей исходного сигнала;

N — число элементов изображения.

С целью обеспечения воэможности

:задания необходимых значений gíÎêñ

;и g ., в устройство включен блок 3 задания динамического диапазона, а... для преобразования сигналов f(A,1) исходного иэображения с использованием выражения (1) — блок 2 выравнивания гистограмм.

5 1621

В соответствии со значением сигнала, поступающего из запоминающего устройства 1,0 на входы дешифратора

i 11,на одном из его выходов. формируется высокий уровень сигнала, поступающий на соответствующий элемент

ИЛИ 13. Высокий уровень сигнала подается на счетный вход соответствующего счетчика 14, увеличивая его содержимое на единицу. Кроме того, через соответствующие входы элементов

ИЛИ 13 на счетный вход А-ro счетчика попадают сигналы от всех К-х (К. 4 A) выходов дешифратора 11. Таким образом в каждом А-м счетчике 14 реализуется сигнал:

047

6 ственно, .в результате чего па выходе сумматора 22 формируется сигнал (5)

МоКс мин

В сумматоре .22 может быть преду- смотрена схема задержки, позволяющая данному сигналу поступать на первые

10 входы умножителей 16 блока 2 синхронно с поступлением сигналов на их входы.

На каждом умножителе 16 блока выравнивания гистограмм формируется

15 сигнал

8 з (8макс 8мия ) А

S1 = 7 (е) zo (3) где Н(з) — цифровой сигнал, равный числу элементов изображения со значением Z.

По окончании считывания сигнала изображения из запоминающего устройства 10, от синхронизатора 4 поступают синхроимпульсы считывания на вход считывания блока 3 задания динамического диапазона 3 и, синхронно, на первый вход считывания блока выравнивания гистограмм 2, Содержимое счетчиков 14 считывается и по-, (4) Данный сигнал поступает на второй вход соответствующего умножителя 16.

Значения границ динамйческого диапазона яркостей,иск,и, ия, записанные в регистры 20 и 21 через входы 6 устроиства, поступают на первый и второй входы сумматора 22 соответступает.. на первые входы. делителей

15, на вторые входы которых поступает содержимое 2 -го счетчика 14, равМ ное полному числу элементов изображения И. При этом схемотехническн реализовано обнуление счетчиков 14. В результате деления на выходах каждого делителя 15 формируется сигнал,пропорциональный вероятности того, что отсчет сигнала изображения имеет значение, .не превосходяцее уровень А, т.е.

Этот сигнал поступает на вгорой вход соответствующего сумматора 17, на первый вход которого синхронно поступает значение сигнала я„„и„,считываемое с прямого выхода регистра минимума 21 блока 3. Синхронность

25 поступле ия сигов На входы су матора 17 блока 2 может обеспечиваться, например, задержкой сигнала в регистре минимума 21 блока 3. На выходах каждого сумматора 17, таким об30 разом, формируется сигнал:

S4 гма г мин P (A) + .Г ми п (7)

Сигнал 84 поступает па входы соответствуюцего регистра 18 и записывается в него. Таким образом, в каждом иэ регистров 18 хранится кванто; ванное значение преобразованного в соответствии с (1) сигнала, имею40 цего исходное значение 1.

Начинается повторное считывание отсчетов сигнала исходного изображения f(A,1) ° Значения И-разрядных отсчетов сигнала, исходного изображе45 ния последовательно считываются из запоминающего устройства 10 и поступают на входы деыифратора 11. В соответствии со значением И-разрядно. го сигнала изображения, на соответ50; ствуюцем выходе дешифратора 11 фор мируется высокий уровень сигнала, который поступает на второй вход соответствующего элемента И 19. Начи-. нают поступать сихнроимпульсы считы55 :вания иа первый вход каждого из элементов И 19. Таким образом, на оба. входа элемента И 19,. соответствующего

:,сигнал у исходного изображения, рав ному А, поступают высокие уровни

1621047

15

25 сигнала. На выходе„соответствующего элемента Н 19 формируется высокий уровень сигнала, поступающий на вход считывания соответствующего регистра 18. Хранящееся в этом регистре 18 квантованное значение преобразованного в соответствии с (1) сигнала, имеющего исходное значение

Л, считывается с выхода А-го регистра 18, являющегося вторым выходом

9 устройства. После обработки всех N элементов изображения и считывания

I со второго выхода 9 устройства сиг" нала последнего элемента преобразованного изображения работа устройства заканчивается.

Формула изобретения

Устройство для формирования гистограмм, содержащее блок формирования гистограмм, информационный вход которого является одноименным входом устройства, а первые выходы — . первыми вйходами устройства, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це-; лью расширения функциональных возможностей за счет выравнивания гистограмм и управления динамическим диапазоном, в него введены блок задания динамического диапазо.ra, первый и второй входы которого являются входами задания верхней и нижней границ диапазона устройства соответственно, блок выравнивания гистограмм, информационные входы которого соединены с,вторыми выходами блока формирования гистограмм, а выходы являются вторыми выходами устройства, входы задания динамического диапазона блока выравнивания гистограмм соединены с соответствующими выходами блока задания динамического диапазона, синхронизатор, вход запуска которого является входом запуска устройства а соответствующие выходы подключены к первым и вторым входам считывания блока формирования гистограмм и блока выравнивания гистограмм к входу считывания блока задания динамического диапазона. т

1621047

6m &ою f

0m аж иилю о ра1

Ол7 bA0 ка3

0m бл, /й75

О/77 СЫб гроюиэ

mopa

1621047

Составитель В.Куленкамп

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Дидык Корректор И.Иуска

Заказ 4248 Тираж М Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-..издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101