CN1192554A

CN1192554A - 图象增强设备中提取直方图和累积分布函数的方法及电路

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Publication number: CN1192554A
Application number: CN98103847A
Authority: CN
Inventors: 李孝乘
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1998-09-09
Anticipated expiration: 2018-02-16
Also published as: US6219447B1; KR19980068582A; EP0860795A1; DE69823251T2; CN1094623C; KR100213094B1; DE69823251D1; EP0860795B1

Abstract

一种图象增强设备的提取直方图和CDF值的方法及其电路。在视频信号有效期间进行直方图提取。数字视频信号的电平被作为存储器的地址输入,并且增加存储在该地址上的数据值。在一画面周期期间重复这种处理,从而获得指示分布在每个灰度级上的预定数个样本的直方图值。此外,在视频信号的垂直消隐周期期间,根据所获得的直方图值从最低灰度级起对样本数进行累积积分而获得CDF值。因此,该电路可用简单硬件构造并具有集成结构。

Description

图象增强设备中提取直方图和累积分布函数的方法及电路

本发明涉及一种抽取图象增强设备的直方图和累积分布函数(CDF)的方法及其电路，尤其涉及一种具有采用存储器控制直方图和CDF的提取周期的集成结构的简单提取电路及其方法。

直方图均衡根据输入图象的直方图来变换给定输入图象。这里，直方图是给定输入图象中的灰度级分布。灰度级的直方图提供图象的整体画面。根据图象的样本分布适当调整灰度级增强了图象画面及其对比度。

在众多对比度增强方法中，作为根据图象的样本分布来增强给定图象对比度方法的直方图均衡是广为人知的，其在如下文献中公开：[1]J.S.林(Lim)，“二维信号和图象处理(Two-Dimensional Signal and Image Processing)”，Prentice Hall，Eaglewood Cliffs，New Jersey，1990；和[2]R.C.冈塞雷斯(Gonzalez)和P.温特斯(Wints)，“数字图象处理(Digital Image Processing)”，Addison-Wesley，Reading，Massachusetts，1977。

采用给定图象的直方图的这种方法已经有益地应用于各个领域，例如医学图象处理、红外图象处理、雷达图象处理等。

与此同时，图1中示出了采用直方图均衡器来改善图象对比度的传统图象增强设备。由于传统图象增强设备已在1995年2月7日授予HirohikoSakashita等人的美国专利第5,388,168号中公开，这里将仅做简单叙述。

参照图1，累积直方图电路10接收输入亮度信号Y，并获得累积直方图M₆₄、M₁₂₈和M₁₉₂。锁存电路20暂时存储由累积直方图电路10获得的直方图M₆₄、M₁₂₈和M₁₉₂。所获得的直方图被保持，直至累积直方图电路10获得后续的直方图并输出其结果。插值电路30根据预先由累积直方图电路10获得的累积直方图M₆₄、M₁₂₈和M₁₉₂来实时地对新输入亮度信号Y进行插值，以校正新输入亮度信号，然后输出结果信号。

图2是图1所示累积直方图电路10的框图。参照图2，传统累积直方图电路10具有同时提取直方图和累积分布函数(CDF)的集成结构。也就是说，传统累积直方图电路10包括：比较器11至13，用于将输入亮度信号Y与基准电平64、128和192进行比较；和计数器14至16，其分别根据比较器11至13的输出进行计数，并由清零信号CLR进行复位。

第一比较器11将输入亮度信号Y与第一基准电平64进行比较，并当输入亮度信号值小于第一基准电平64时，第一计数器14增数。第二比较器12将输入亮度信号Y与第二基准电平128进行比较，并当输入亮度信号值小于第二基准电平128时，第二计数器15增数。第三比较器13将输入亮度信号Y与第三基准电平192进行比较，并当输入亮度信号值小于第三基准电平192时，第三计数器16增数。假设输入亮度信号Y的值是100，则第二和第三比较器12和13均输出逻辑高电平。因此，第二和第三计数器15和16均将其计数值增1。假设输入亮度信号Y的值是32，则第一至第三比较器11至13全部输出逻辑高电平，并且第一至第三计数器14至16全部将其计数值增1。通过上述处理来提取输入图象的灰度级分布。

为便于解释，图2中所示的累积直方图电路10具有其值范围为0至255的8位输入数字编码亮度信号，并在设置3个比较电平64、128和192时仅需要3个计数器和比较器。然而，实际上累积直方图电路10须具有更多的比较电平。例如，若将比较电平数目设置为32如8、16、24、32、40、…、240和248，则必须将比较器和计数器的数目增加到32。因此，所需硬件尺寸增大。此处，由于输入亮度信号同时输入到其数目对应于比较电平数目的多个比较器，因此就出现这种输入端数的问题。此外，当输入亮度信号具有非常小的值时，多个比较器被全部选通，从而与多个比较器组合的计数器也同时操作。因此，由于进行多个计数操作而增加了功耗。此外，根据输入亮度信号的电平进行操作的比较器和计数器的数目受到限制，这就使功耗不规律。

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种通过采用存储器控制直方图和累积分布函数(CDF)的提取周期来提取直方图和CDF的方法。

本发明的第二个目的是提供一种通过采用存储器在不同的周期提取直方图和CDF的电路，其具有一种集成结构并具有简单硬件。

为了实现第一个目的，本发明提供一种直方图/CDF提取方法，用于通过对根据预定数个灰度级来表示的图象信号进行直方图均衡而增强图象质量，该方法包括如下步骤：将输入数字图象信号作为地址输入；增加存储在输入地址上的数据值；通过在第一预定时间周期重复地址输入步骤和数据值增加步骤来获得一直方图，该直方图表示分布在每个灰度级的样本数目；和根据所获得的直方图值，通过在第二预定时间周期从最低灰度级对样本数目累积积分，而获得每个灰度级的累积分布函数(CDF)值。

为了实现第二个目的，本发明提供一种图象增强设备中的直方图/CDF提取电路，该图象增强设备包括：直方图/CDF提取电路，用于提取指示分布在输入数字图象信号的每个灰度级上的样本数的直方图，并根据所提取的直方图来计算每个灰度级的CDF值；和查阅表(LUT)，用于存储通过将最大灰度级值与从直方图/CDF提取电路提取的每个输入灰度级的CDF值进行相乘而获得的增强信号，并根据输入图象信号的电平来读出相应的增强信号，该电路包括：第一选择器，用于在直方图提取模式下选择数字图象信号，而在CDF提取模式下选择增量地址；存储器，用于接收由第一选择器选择的信号作为地址，并在直方图提取模式下将增“1”的直方图值写到该地址，而在CDF提取模式下向其写入当前输入CDF值；第一缓冲器，用于在CDF提取模式下暂时存储从存储器读出的直方图值；第二选择器，用于在直方图提取模式下选择存储在存储器中的直方图值，而在CDF提取模式下选择暂时存储在第一缓冲器中的直方图值；第二缓冲器，用于在CDF提取模式下暂时存储从存储器读出的CDF值，然后将暂时存储的CDF值作为先前的CDF值输出；第三选择器，用于在直方图提取模式下选择预定值“1”，而在CDF提取模式下选择存储在第二缓冲器中的先前的CDF值；加法器，用于在直方图提取模式下将存储于存储器中并由第二选择器选择的直方图值加到由第三选择器选择的值“1”，并将加法结果送回存储器，而在CDF提取模式下将存储于第一缓冲器并由第二选择器选择的直方图值加到存储于第二缓冲器并由第三选择器选择的先前的CDF值，并将加法结果作为当前CDF值送回该存储器；和发生器，用于响应于图象信号的垂直和水平同步信号将基于直方图和CDF提取模式的选择控制信号施加到第一至第三选择器，在CDF提取模式下顺序增加相应于预定数量灰度级的增量地址，进而将结果输出到存储器，并产生用于操作存储器和第一及第二缓冲器的操作控制信号，其中每个灰度级的CDF值是从存储器输出的。

通过参照附图对其一优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和特征将变得更加清楚，附图中：

图1是传统图象增强设备的框图；

图2是图1中所示的累积直方图电路的框图；

图3是本发明直方图/CDF提取电路的一实施例的电路图；

图4A至4D是表示在直方图提取时图3中所示的电路操作的时序图；

图5A至5F是表示在CDF提取时图3中所示的电路操作的时序图；

图6A是为理解本发明而示出的输入图象的直方图图形，和图6B是表示相应于图6A中所示直方图特征的CDF曲线的图形；

图7是应用本发明直方图/CDF提取电路的图象增强设备的框图；和

图8是应用本发明直方图/CDF提取电路的另一图象增强设备的框图。

参照图3，多路复用器MUX102的第一输入端A接收数字编码亮度信号Y，其第二输入端B从地址和控制信号发生器(简写为发生器)100接收地址ADDR，其选择端SEL从发生器100接收选择控制信号S_CON，其输出端与存储器104的地址输入端A_IN相连。此时，向发生器100施加由同步信号探测器(未示出)探测到的视频信号的水平和垂直同步信号H_SYNC和V_SYNC。存储器104的数据输入端D_IN与加法器110输出端连接。存储器104接收用于直方图/CDF提取的第一和第二写选通信号WE1和WE2、用于直方图/CDF提取的第一和第二读选通信号RE1和RE2、及复位信号RST，这些信号全部来自发生器100。存储器104的数据输出端D_OUT输出CDF值，并同时与数据寄存器106的输入端、MUX108的第一输入端A、及总量寄存器114的输入端连接。数据寄存器106从发生器100接收写选通信号D_WE和复位信号RST。其输出端与MUX108的第二输入端B相连。MUX108的选择端SEL从发生器100接收选择控制信号S_CON，而其输出端与加法器110的输入端相连。MUX112的第一输入端A接收预定值“1”，其选择端SEL从发生器100接收选择控制信号S_CON，而其输出端与加法器110的另一输入端连接。总量寄存器114从发生器100接收写选通信号S_WE和复位信号RST，而其输出端与MUX112的第二输入端B相连。

下面将分别描述直方图提取和CDF提取时图3中所示电路的操作。

I.直方图提取

首先，视频信号包括有效周期和消隐周期，并且消隐周期又被分为水平和垂直消隐周期。直方图提取是在视频信号的有效周期中进行的。因此，在视频信号的有效周期期间，用于接收水平和垂直同步信号H_SYNC和V_SYNC的发生器100将指示直方图提取模式的选择控制信号S_CON施加到MUX102、108和112，然后MUX102、108和112中的每一个选择通过第一输入端A施加的信号。

也就是说，通过MUX102的第一输入端A，输入亮度信号被施加到存储器104的地址端A_IN。这里，图4A中所示的数据(N)和数据(N+1)表示在视频信号的有效周期期间输入的任意第N和第(N+1)数据。根据如图4B所示的具有逻辑“低”电平有效周期的第一读选通信号RE1，从存储器104读出存储于与当前输入亮度信号相应的当前地址中的数据。MUX108选择从存储器104读取并通过第一输入端A接收的数据，并将选择数据施加到加法器110。MUX112选择通过其第一输入端A输入的“1”，并将选择值“1”施加到加法器110。加法器110将从存储器104读取并由MUX108选择的数据值与由MUX112选择的值“1”相加，并将结果施加到存储器104的数据输入端D_IN。此时，在图4C中所示的第一写选通信号WE1的逻辑“低”电平有效期间，存储器104将加法器110的结果写到与输入亮度信号相应的当前地址，因此，存储于当前地址上的数据增“1”。对一画面的输入亮度图象重复这种方法，从而执行直方图提取。在读选通信号RE1的“低”有效期间，将值“+1”与从相应于输入亮度信号值的当前地址上读取的值相加，如图4D所示。

与此同时，如果输入亮度信号是一10比特信号，则存储器104具有210个地址。每个地址存储一个画面的直方图，即分布在最小和最大灰度级0和2¹⁰-1之间的灰度级的样本数。

然而，可根据从由MUX102输出的输入亮度信号选择的上有效位的数目，通过安装在MUX102的输出端上的比特选择器来减小存储器104的尺寸。例如，当输入亮度信号为10比特信号并且直方图被分割成128个级时，比特选择器仅选择7个上有效位(相应于128个级)，然后将结果作为地址施加到存储器104。由于存储器104具有2⁷(128)个地址，可看出存储器104要小于具有全范围地址的存储器。

例如，如果当前输入亮度信号为0011111111(＝255)，则7个上有效位的数据为0011111(＝31)，并且这个值31被作为存储器104的地址提供。如果存储于存储器104的地址“31”中的数据值为20，则根据第一读选通信号RE1来读取数据值20。读出的值20在加法器110中增“1”，结果值21又被写到存储器104的地址“31”上。

因此，相应于从0至7的输入亮度信号值的样本数被存储于存储器104的地址“0”中，相应于从8至15的输入亮度信号值的样本数被存储于其地址“1”中，从而相应于从1016至1023的输入亮度信号的样本数被存储于其地址“127”中。所以，在MUX102的输入上使用比特选择器可使量化的灰度级的直方图存储于存储器104中。

II.CDF提取

尽管直方图是在视频信号的有效周期中提取的，但CDF是在视频信号的垂直消隐周期中提取的。因此，在视频信号的垂直消隐周期期间，用于接收水平和垂直同步信号H_SYNC和V_SYNC的发生器100将指示CDF提取模式的选择控制信号S_CON施加到MUX102、108和112。然后MUX102、108和112中的每一个选择通过其第二输入端B接收的信号。

也就是说，MUX102选择从发生器100接收的地址ADDR，并将所选择的地址ADDR施加到存储器104的地址输入端A_IN。发生器100产生顺序增量地址。亦即，如果输入亮度信号具有10个比特，并且直方图被分割成1024(＝2¹⁰)个级，则发生器100产生从0至1023顺序增长的地址。如果直方图被分割成128(＝2⁷)个级，则发生器100产生从0至107的顺序增量地址。

在从发生器100产生的图5B所示第二读选通信号RE2的第一逻辑“低”电平周期“a”期间，从存储器104中读出存储于图5A所示预定地址M中的直方图值。根据图5E中所示的写选通信号D_WE，读出的直方图值被写入数据寄存器106。暂时存储于数据寄存器106中的直方图值被通过MUX108的第二输入端B提供给加法器110。加法器110将从MUX108输出的直方图值与通过MUX112第二输入端B接收并被存储于总量寄存器114中的先前地址M-1的灰度级CDF值相加。加法器110的加法结果被提供给存储器104的数据输入端D_IN。根据图5C所示的第二写选通信号(WE2)，存储器104将加法器110的输出，即当前灰度级CDF值，写到通过MUX102接收的地址M上。加法器110的CDF相加始于图5B的第二读选通信号RE2的第一“低”电平有效周期“a”之后，并在图5C的第二写选通信号WE2的第一“低”电平有效周期“c”之前结束。该相加周期如图5D所示。

在图5B的第二读选通信号RE2的第二“低”电平有效周期“b”中，相应于当前地址的灰度级CDF值被再次读取，该灰度级CDF值是加法器110的相加结果，并被写入存储器104的地址M中。此时，根据如图5F所示被激活为逻辑“低”电平的写选通信号S_WE，从存储器104读出的CDF值被写入总量寄存器114。此外，从存储器104读出的CDF值被作为输出CDF值同时向外输出。此时，写入总量寄存器114的值是对应于地址M的灰度级CDF值。在当前灰度级CDF值已被写入总量寄存器114后，发生器100将下一个地址M+1提供给MUX102的第二输入端B。通过重复这种处理，对应于每个灰度级的CDF值被输出，或对应于每个量化灰度级的CDF值被输出。

如果由发生器100产生的地址值是10，则存储于存储器104的地址“10”中的直方图值是100，而存储于总量寄存器114中的值是2000，然后，存储于存储器104的地址“10”中的值100被提供给数据寄存器106，加法器110的加法结果是2100，而加法结果2100被再次提供给存储器104，并被写入其地址“10”上。地址“10”中的值2100被从存储器104中读出，并被写入总量寄存器114，如果相应于存储器104地址(0、1、2、3、…)的直方图的数据值为100、50、30、200、…，则获得作为CDF值的累积值100、150、180、380、…。通过将当前级的直方图值与基于直到当前级的前一级的所有灰度级的CDF值相加而获得当前灰度级CDF值。

CDF提取完成后，所提取的CDF值被传输到LUT，如图7和8所示，以进行图象增强处理。传输完成后，为了在视频信号的下一个有效周期中提取直方图，将复位信号提供给存储器104、数据寄存器106和总量寄存器114，以将其复位。尽管为便于解释本发明中的存储器104为双端口存储器，但也可用单端口RAM来代替双端口存储器。

图6A示出输入图象的直方图特性，而图6B表示根据图6A所示直方图而获得的CDF曲线，即通过将在x轴上从最低灰度级0开始的直方图累积积分而获得的曲线。

图7是应用图3所示的直方图/CDF提取电路的图象增强设备的框图。参照图7，图象增强设备包括直方图/CDF提取电路120、查阅表LUT122和画面存储器124。在采用如图3所示的结构提取直方图时，直方图/CDF提取电路120存储从最小到最大灰度级的直方图值，而在提取CDF时，采用存储器104，其输出每个灰度级的CDF值。LUT122存储通过将基于由直方图/CDF提取电路120提取的每个输入灰度级的CDF值与最大灰度级值相乘而获得的值。也就是说，在输入亮度信号Y被直方图均衡化后，增强信号Y_H由下面的方程1给出。

Y_H＝对应于Y的CDF×最大灰度级 ……(1)

此时，在垂直消隐周期期间，LUT122根据同步信号SYNC来更新新画面的CDF值。这里，如果该画面是一帧，则同步信号SYNC是帧同步信号，而如果该画面是一场，则该同步信号SYNC是场同步信号。

与此同时，为了对附属于画面的数据进行直方图均衡化操作，画面存储器124以一画面为单位延迟输入亮度信号，该画面的统计特性(直方图和CDF)通过直方图/CDF提取电路120获得。这里，画面单位是一帧或一场。

因此，相应于输入亮度信号Y的均衡化输出Y_H通过选择相应于输入亮度信号而被存储于LUT122的一值而获得。

图8表示应用图3所示集成直方图/CDF提取电路的另一图象增强设备的框图。参照图8，图象增强设备包括直方图/CDF提取电路130、CDF插值电路132和LUT134。也就是说，当将存储器104应用于具有图3结构的图7时，直方图/CDF提取电路130输出全范围灰度级的CDF值。然而，在图8中，为了减小存储器104的尺寸，直方图/CDF提取电路130输出量化的级的CDF值，即比全范围灰度级少的预定数个级。CDF插值电路132采用预定算法对从直方图/CDF提取电路130输出的CDF值进行线性插值，然后输出插值的CDF值。这里，可将通常的线性插值算法作为预定算法。LUT134存储通过将从CDF插值电路132输出的每个插值的CDF值与最大灰度级值相乘而获得的值。新画面的CDF值是由LUT134在垂直消隐周期期间根据同步信号SYNC而更新的。因此，相应于输入亮度信号Y的均衡化输出Y_H通过选择相应于输入亮度信号而被存储于LUT134的一值而获得。

在图8中，通过没有变化地应用从先前画面获得的CDF值而实现当前画面的直方图均衡。而这并不会带来画面质量的明显损失，这是因为由于活动图象的特性而使先前和当前画面之间的相关度为0.95或更大。这样做避免了对大容量画面存储器的需求，并大大减少了所必需的硬件。

本发明可应用于与视频信号的图象质量增强相关联的广泛领域即广播设备、雷达信号处理系统和医用技术中，以及家用电器中，例如便携摄像机、TV、VCR等。

如上所述，在本发明的电路中，直方图提取是使用存储器在视频信号的有效周期中进行的，而CDF提取是在视频信号的垂直消隐周期中进行的。因此，对直方图提取和CDF提取两者而言可使用单一电路。从而可减小硬件尺寸，并使功耗降低和规范化。

Claims

1.一种直方图/CDF提取方法，用于通过对根据预定数个灰度级来表示的图象信号进行直方图均衡而增强图象质量，该方法包括如下步骤：

(a)将输入数字图象信号作为地址提供；

(b)增加存储在由步骤(a)提供的所述地址上的数据值；

(c)通过在第一预定时间周期重复所述步骤(a)和(b)来获得一直方图，该直方图表示分布在每个灰度级的样本数目；和

(d)根据在所述步骤(c)中获得的直方图值，通过在第二预定时间周期从最低灰度级起对样本数目累积积分，而获得每个灰度级的累积分布函数(CDF)值。

2.如权利要求1所述的直方图/CDF提取方法，其中所述步骤(a)和(b)是在视频信号的有效周期期间进行的。

3.如权利要求1所述的直方图/CDF提取方法，其中所述第一预定周期是一画面周期。

4.如权利要求1所述的直方图/CDF提取方法，其中所述第二预定周期是垂直消隐周期。

5.一种直方图/CDF提取方法，用于通过对根据预定数个灰度级来表示的图象信号进行直方图均衡而增强图象质量，该方法包括如下步骤：

(a)仅将输入数字图象信号的预定数个上有效位作为地址提供；

(b)将存储在由步骤(a)提供的所述地址上的数据值增“1”；

(c)通过在第一预定时间周期重复所述步骤(a)和(b)来获得一量化直方图，该量化直方图表示分布在少于全范围灰度级数目的量化灰度级的样本数目；

(d)根据在所述步骤(c)中获得的量化直方图，通过在第二预定时间周期从最低灰度级起对样本数目累积积分而获得量化CDF；和

(e)对在步骤(d)中获得的量化CDF值进行线性插值，并输出插值的CDF值。

6.如权利要求5所述的直方图/CDF提取方法，其中所述步骤(a)和(b)是在视频信号的有效周期期间进行的。

7.如权利要求5所述的直方图/CDF提取方法，其中所述第一预定周期是一画面周期。

8.如权利要求5所述的直方图/CDF提取方法，其中所述第二预定周期是垂直消隐周期。

9.一种图象增强设备中的直方图/CDF提取电路，该图象增强设备包括：直方图/CDF提取电路，用于提取指示分布在输入数字图象信号的每个灰度级上的样本数的直方图，并根据所提取的直方图来计算每个灰度级的CDF值；和查阅表(LUT)，用于存储通过将最大灰度级值与从直方图/CDF提取电路提取的每个输入灰度级的CDF值进行相乘而获得的增强信号，并根据输入图象信号的电平来读出相应的增强信号，该电路包括：

第一选择器，用于在直方图提取模式下选择数字图象信号，而在CDF提取模式下选择增量地址；

存储器，用于接收由所述第一选择器选择的信号作为地址，并在直方图提取模式下将增“1”的直方图值写到所述地址，而在CDF提取模式下向其写入当前输入CDF值；

第一缓冲器，用于在CDF提取模式下暂时存储从所述存储器读取的直方图值；

第二选择器，用于在直方图提取模式下选择存储在所述存储器中的直方图值，而在CDF提取模式下选择暂时存储在所述第一缓冲器中的直方图值；

第二缓冲器，用于在CDF提取模式下暂时存储从所述存储器读取的CDF值，然后将暂时存储的CDF值作为先前的CDF值输出；

第三选择器，用于在直方图提取模式下选择预定值“1”，而在CDF提取模式下选择存储在所述第二缓冲器中的先前的CDF值；

加法器，用于在直方图提取模式下将存储于所述存储器中并由所述第二选择器选择的直方图值加到由所述第三选择器选择的值“1”，并将加法结果送回所述存储器，而在CDF提取模式下将存储于所述第一缓冲器并由所述第二选择器选择的直方图值加到存储于所述第二缓冲器并由所述第三选择器选择的先前的CDF值，并将加法结果作为当前CDF值送回所述存储器；和

发生器，用于响应于所述图象信号的垂直和水平同步信号将基于直方图和CDF提取模式的选择控制信号施加到所述第一至第三选择器，在CDF提取模式下顺序增加相应于预定数个灰度级的增量地址，从而将结果输出到所述存储器，并产生用于操作所述存储器和所述第一及第二缓冲器的操作控制信号，

其中每个灰度级的CDF值是从所述存储器输出的。

10.如权利要求9所述的直方图/CDF提取电路，其中所述直方图提取是在一画面图象信号的有效周期期间进行的。

11.如权利要求9所述的直方图/CDF提取电路，其中所述CDF值提取是在一画面图象信号的垂直消隐周期期间进行的。

12.如权利要求9所述的直方图/CDF提取电路，还包括画面存储器，用于以画面为单位延迟所述输入图象信号，并将延迟图象信号提供给所述LUT。

13.如权利要求9所述的直方图/CDF提取电路，其中所述第一和第二缓冲器均包括寄存器。

14.一种图象增强设备中的直方图/CDF提取电路，该图象增强设备包括：直方图/CDF提取电路，用于提取指示分布在数目少于输入数字图象信号的全范围灰度级数目的量化灰度级的样本数的直方图，并根据所提取的直方图来计算每个量化灰度级的CDF值；CDF插值电路，用于对从所述直方图/CDF提取电路提取的CDF值进行插值，并输出插值的CDF值；和查阅表(LUT)，用于存储通过将最大灰度级值与插值的CDF值相乘而获得的增强信号，并根据输入图象信号的电平来读出相应的增强信号，所述电路包括：

比特选择器，用于选择数字图象信号的预定数个上有效位；

第一选择器，用于在直方图提取模式下选择由所述比特选择器选择的预定数个上有效位，而在CDF提取模式下选择增量地址；

存储器，用于接收由所述第一选择器选择的信号作为地址，并在直方图提取模式下将增“1”的直方图值写到该地址，而在CDF模式下向其写入当前输入的量化CDF值；

第二缓冲器，用于在CDF提取模式下暂时存储从所述存储器读取的量化CDF值，然后将暂时存储的CDF值作为先前的量化CDF值输出；

第三选择器，用于在直方图提取模式下选择预定值“1”，而在CDF提取模式下选择存储在所述第二缓冲器中的先前的量化CDF值；

加法器，用于在直方图提取模式下将存储于所述存储器中并由所述第二选择器选择的直方图值加到由所述第三选择器选择的值“1”，并将加法结果送回所述存储器，而在CDF提取模式下将存储于所述第一缓冲器并由所述第二选择器选择的直方图值加到存储于所述第二缓冲器并由所述第三选择器选择的先前的量化CDF值，并将加法结果作为当前的量化CDF值送回所述存储器；和

发生器，用于响应于所述图象信号的垂直和水平同步信号将基于直方图和CDF提取模式的选择控制信号施加到所述第一至第三选择器，在CDF提取模式下顺序增加相应于量化灰度级的增量地址，从而将结果输出到所述存储器，并产生用于操作所述存储器和所述第一及第二缓冲器的操作控制信号，

其中每个量化灰度级的CDF值是从所述存储器输出的。

15.如权利要求14所述的直方图/CDF提取电路，其中所述直方图提取是在一画面图象信号的有效周期期间进行的。

16.如权利要求14所述的直方图/CDF提取电路，其中所述CDF值提取是在一画面图象信号的垂直消隐周期期间进行的。

17.如权利要求14所述的直方图/CDF提取电路，还包括画面存储器，用于以画面为单位延迟所述输入图象信号，并将延迟图象信号提供给所述LUT。

18.如权利要求14所述的直方图/CDF提取电路，其中所述第一和第二缓冲器均包括寄存器。