CN1925545A - 图像处理器 - Google Patents

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CN1925545A CNA2005101322592A CN200510132259A CN1925545A CN 1925545 A CN1925545 A CN 1925545A CN A2005101322592 A CNA2005101322592 A CN A2005101322592A CN 200510132259 A CN200510132259 A CN 200510132259A CN 1925545 A CN1925545 A CN 1925545A
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Abstract

本发明提供了一种图像处理器，用于在低处理负荷的情况下高速地生成直方图。该图像处理器和存储器(5)一起使用并且根据被捕获的图像数据(D1)生成子采样图像数据(D2)和直方图数据(Hd)。被捕获的图像数据包括多个像素的灰度值。所述图像处理器包括连接到存储器的直方图数据获取单元(4)。直方图数据获取单元根据被捕获的图像数据(D1)检测具有相同灰度值的像素，在存储器中指定与被检测像素的灰度值相对应的地址，并且给存储在所述指定地址处的值加上任意值或者从存储在所述指定地址处的值中减去任意值。

Description

图像处理器
技术领域
本发明涉及图像处理器，例如包含在数码相机中，用于高速获取直方图(histogram)数据的图像处理器。
背景技术
数码相机根据图像的数据生成指示图像亮度分布的直方图。图3示出了这样的一个直方图，其中水平轴表示灰度(gradation)值(亮度)，垂直轴表示每种灰度值的计数值(例如，像素的数目)。数码相机根据被捕获的图像数据生成例如子采样(sub-sampling)图像的微缩图像，并且把该微缩图像显示在数码相机的显示屏上。
日本专利申请公开No.63-207650描述了一种图像生成装置，该图像生成装置对图像数据采样并且使用采样后的数据来执行灰度校正处理，例如密度直方图技术。
发明内容
CPU包括存储程序的程序区。依照程序，CPU对被捕获的图像数据中的每种灰度值进行计数以获取直方图数据。进行直方图处理的程序必须预先存储在程序区中。但是，近年来，被捕获图像的像素数目的增大增加了获取直方图数据时施加在CPU上的处理负荷。这就拖延了获取直方图数据所需要的时间。
因此，本发明提供一种图像处理器，所述图像处理器减少了获取直方图数据的处理负荷，并且提高了获取直方图的处理速度。
本发明的一个方面是用于根据被捕获的图像数据生成子采样图像数据和直方图数据的图像处理器。该图像处理器包括用于根据子采样图像数据生成直方图数据的直方图数据获取单元。
本发明的另一方面是与存储器一起使用并且用于根据被捕获的图像数据生成子采样图像数据和直方图数据的图像处理器。被捕获的图像数据包括多个像素的灰度值。图像处理器包括连接到存储器的直方图数据获取单元，用于根据被捕获的图像数据检测具有相同灰度值的像素，指定存储器中与被检测像素的灰度值相对应的地址，并且给存储在指定地址的值加上任意值或者从存储在指定地址的值中减去任意值。
本发明还有一个方面是与存储器一起使用并且用于根据被捕获的图像数据生成子采样图像数据和直方图数据的图像处理器。被捕获的图像数据包括多个像素的灰度值。图像处理器包括连接到存储器的直方图数据获取单元，用于根据子采样图像数据检测具有相同灰度值的像素，指定存储器中与被检测像素的灰度值相对应的地址，并且给存储在指定地址的值加上任意值或者从存储在指定地址的值中减去任意值。
从下面结合附图的描述中，本发明的其他方面和优点将变得很清楚，以下描述示例性地说明了本发明的原理。
附图说明
通过参考下面结合附图对当前优选实施例的描述，本发明及其目的和优点可以得到最好的理解，在附图中：
图1是根据本发明优选实施例的图像处理器的框图；
图2是示出子采样图像数据的生成的示意图；
图3是直方图的示例；以及
图4是带有累计的直方图数据的直方图。
具体实施方式
图1是示出包含在数码相机的图像处理器中的子采样图像生成单元的框图。由成像设备生成的图像数据被提供给输入单元1。输入单元1将图像数据D1提供给子采样单元2。
子采样单元2根据原始图像数据D1生成子采样图像数据D2。参考图2，通过去掉原始图像数据D1中的一些像素信息来生成子采样图像数据D2。例如，图像信息可以被去掉以使得四个像素中只有一个保留。在图2中所示出的示例中，根据子采样图像数据D2生成的子采样图像是根据原始图像数据D1生成的原始图像被缩小到1/4后的微缩图像。
子采样图像数据D2被提供给输出单元3和直方图数据获取单元4。输出单元3把子采样图像数据D2提供给子采样显示单元(未示出)。子采样图像显示单元显示根据子采样图像数据D2生成的子采样图像。
直方图数据获取单元4检测包含在子采样图像数据D2中的每个像素的灰度，把每种灰度的计数值(即每种灰度值的像素数目)存储在存储器5中，并且生成直方图数据。
现在将讨论直方图数据获取单元4。直方图数据获取单元4包括灰度转换器6、选择器7和11、地址生成器8、加法器10、比较器13以及搜索单元12a到12c。
采样图像数据D2被顺序地输入到灰度转换器6中。对于每个像素，采样图像数据D2包括具有12个位的灰度值。灰度转换器6截去灰度值的12个位中四个较低阶的位。这样就生成了具有八个较高阶位的灰度值，其被输出为地址信号AD。参考图3，八比特的灰度值与由十六进制数格式中的00到FF或十进制数格式中的0到255表示的256种灰度中的一个相对应。
从灰度转换器6中输出的每个像素的灰度值或地址信号AD经由选择器7提供给存储器5。
当存储器5被初始化时，地址生成器8顺序地生成所有的地址信号AD并且经由选择器7把地址信号AD提供给存储器5。另外，控制图像处理器的CPU 9把地址信号AD提供给选择器7。
选择器7将从地址生成器8、灰度转换器6和CPU 9提供的地址信号AD中选出的一个提供给存储器5。更具体地说，当存储器5被初始化时，选择器7把从地址生成器8输出的地址信号AD提供给存储器5。当获取直方图数据时，选择器7把从灰度转换器6输出的灰度值提供给存储器5作为地址信号AD。当CPU读取存储在存储器5中的内容时，选择器7把从CPU 9提供的地址信号AD提供给存储器5。
在获取直方图数据的过程中，存储在存储器5中的数据被提供给加法器10。加法器10给输入的被存储数据加“1”并且经由选择器11把被增加后的数据提供给存储器5。
因此，在获取直方图数据的过程中，加法器10给数据OUT加“1”，该数据OUT是从与从灰度转换器6输出的灰度值相对应的地址读取的。然后，加法器10经由选择器11把增加后的数据重新写入同一地址。该操作根据从灰度转换器6输出的灰度值把256种灰度中每一种灰度的计数值存储在存储器5中。
在初始化存储器5的过程中，例如，选择器11把初始值“0”或从CPU 9输出的初始值提供给存储器5作为写入数据IN。
加法器10的输出信号还被提供给搜索单元12a到12c。搜索单元12a到12c分别对应于黑侧(暗)灰度、中间灰度和白侧(亮)灰度。搜索单元12a到12c中的每一个都具有根据加法器10的输出信号存储具有最高计数值的灰度Hi和该灰度Hi的计数值Himax的功能。CPU 9在搜索单元12a到12c中的每一个中为预定灰度Hi设置可容许的最大计数值Hdmax。然后，搜索单元12a到12c保存该灰度Hi和可容许的最大计数值Hdmax。
加法器10的增加结果还被提供给比较器13。比较器13将加法器10的增加结果与可容许的最大计数值Hdmax做比较。当增加结果大于可容许的最大计数值Hdmax时，比较器13给CPU 9提供警报信号Hover。
现在将讨论直方图数据获取单元4的操作。
直方图数据获取单元4在子采样图像数据D2输入之前初始化存储器5。直方图数据获取单元4依照地址生成器8生成的地址信号AD顺序地选择存储器5中的地址并且顺序地把初始值“0”写入到所选择的地址中。这个操作将每种灰度都初始化为“0”。
当每个像素的灰度值被输入到灰度转换器6时，灰度转换器6把与灰度值相对应的八位地址信号AD提供给存储器5。加法器10读取存储在与地址信号AD相对应的区域(地址)中的值，给读取的值加“1”，并且把增加后的值重新写入存储器5的同一地址。
对于每一个从灰度转换器6输出的灰度值，重复这个加法操作。这就数出了采样图像数据D2中包含在256个灰度的每一个中的像素数。
对于每一帧的子采样图像数据D2，重复该操作。然后，CPU 9读取每种灰度的累加结果以生成直方图数据Hd，由图3中所示出的直方图表示。
加法器10的输出信号被输入到搜索单元12a到12c中。另外，具有最大计数值的灰度Hi和该灰度Hi的计数值Himax被存储在搜索单元12a到12c中。CPU 9读取灰度Hi和计数值Himax以执行被捕获图像的曝光校正。
比较器13将加法器10的增加结果与预定的可容许的最大计数值Hdmax做比较。当增加结果大于最大计数值Hdmax时，比较器13给CPU9提供警报信号Hover。CPU 9根据警报信号Hover执行曝光校正。
该优选实施例的图像处理器具有下述优点。
(1)直方图数据通过直方图数据获取单元4获取，所述直方图数据获取单元4是硬件。这就减少了CPU 9上的处理负荷。而且，不需要在程序区中存储用于获取直方图数据的程序。此外，与CPU 9执行处理时相比，提高了获取直方图数据的处理速度。
(2)直方图数据是从子采样图像数据D2获取的。这样，与从图像数据D1获取直方图数据时相比，减少了被处理的数据并且提高了获取直方图数据的处理速度。另外，可以获得与从图像数据D1获取直方图数据时相同的直方图数据。
(3)直方图数据获取单元4使用子采样图像数据D2的灰度值作为存储器5的地址。无论什么时候出现了相同的灰度值，直方图数据获取单元4就给同一地址加“1”。因此，通过利用简单结构读取累加结果就可以获取直方图数据了。
(4)CPU 9可以读取存储在存储器5中的直方图数据并且用于执行处理，例如曝光校正。
(5)搜索单元12a到12c具有搜索具有最大计数值的灰度和该灰度的计数值的功能。这样，搜索不必在从CPU 9中读取的直方图数据上进行。另外，CPU 9可以读取存储在搜索单元12a到12c中的内容以获得具有最大计数值的灰度和该灰度的计数值。这就减少了CPU 9上的处理负荷。
(6)CPU 9为搜索单元12a到12c中的每一个预先指定任意的灰度和它可容许的最大计数值Hdmax。当获取直方图数据时，如果与该灰度相对应的地址值超过了可容许的最大计数值Hdmax，则搜索单元12a到12c给CPU 9提供警报信号Hover。因此，即使当获取直方图数据时，也可以很容易地根据警报信号Hover执行曝光校正。
(7)搜索单元12a到12c对于黑侧灰度、中间灰度和白侧灰度执行上述操作。这有助于图像数据特征的检测。
(8)灰度转换器6把子采样图像数据D2的12位灰度值转换成八位灰度值。为了生成包括12位灰度值的图像数据的直方图数据，要求存储器5具有4096个字的地址。然而，当执行了向八位灰度值的转换时，存储器5只需要256个字的地址。因此，可以减少存储器5的地址区。
(9)选择器7和11可以初始化存储在存储器5中的任何灰度的计数值。因此，可以使用在存储器5中增加的直方图数据以使得多个帧的图像数据被累加。例如，当图像数据被提供为RGB信号时，每个RGB帧的直方图数据dR、dG、dB可以如图4中所示被累加以获得与图3中的直方图数据相似的直方图数据。
本领域的技术人员应当明白在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明可以以许多其它的特定方式实施。尤其是，应当理解本发明可以用下面的方式实施。
灰度转换器6可以把子采样图像数据D2转换成具有除了八以外的任何数目的位的灰度值。
灰度转换器6可以包含在子采样单元2中。
搜索单元12a到12c以及比较器13可以去掉。
灰度转换器6可以去掉。
在直方图数据获取单元4中，采样图像数据D2的灰度值可以被用作存储器5的地址，并且无论何时出现了相同的灰度，都可以给存储在该地址中的数据加上任意值或从该数据中减去任意值。例如，可以加“2”。另外，可将任意值作为初始值减去，并以在水平轴处反转的方式示出。这样也会获得相似的直方图数据。
图像数据D1的灰度值可以被用作存储器5的地址，并且可以给存储在该地址中的数据加上任意值或从该数据中减去任意值。
以上示例和实施例应被认为是说明性的而不是限制性的，并且本发明不局限于这里给出的细节，而是可以在所附权利要求书的范围和等同物内修改。
本申请是以2005年8月29日提交的在先的日本专利申请No.2005-248270为基础并要求其优先权，该在先申请的全部内容都包含在这里作为参考。

Claims (13)

1.一种图像处理器，用于根据被捕获的图像数据生成子采样图像数据和直方图数据，所述图像处理器的特征在于：
直方图数据获取单元，用于根据子采样图像数据生成直方图数据。
2.一种图像处理器，其与存储器一起使用并且用于根据被捕获的图像数据生成子采样图像数据和直方图数据，其中所述被捕获的图像数据包括多个像素的灰度值，所述图像处理器的特征在于：
连接到所述存储器的直方图数据获取单元，用于根据所述被捕获的图像数据检测具有相同灰度值的像素，在所述存储器中指定与所述被检测像素的灰度值相对应的地址，并且给存储在所指定地址处的值加上任意值或者从存储在所指定地址处的值中减去任意值。
3.根据权利要求2所述的图像处理器，其中所述存储器包括分别对应于所述像素的灰度值的地址，每个地址存储具有相同灰度值的像素的计数值。
4.根据权利要求3所述的图像处理器，其中所述直方图数据获取单元包括搜索单元，其用于搜索所述具有最大计数值的灰度值和所述灰度值的计数值。
5.根据权利要求3所述的图像处理器，其中所述直方图数据获取单元包括：
搜索单元，用于保存包含在所述被捕获的图像数据中的任意灰度值和所述灰度值可容许的最大计数值；以及
比较器，其被连接到所述搜索单元，用于当存储在所述存储器中的计数值超出所述可容许的最大计数值时输出警报信号。
6.根据权利要求2至5中的任何一个所述的图像处理器，其中所述直方图数据获取单元包括灰度转换器，用于减少包含在所述被捕获的图像数据中的灰度值的位的数目。
7.根据权利要求3所述的图像处理器，其中所述直方图数据获取单元包括选择器，用于从初始值和通过累计计数值并执行加法或减法得到的值中选择一个并且输入到所述存储器中。
8.一种图像处理器，其与存储器一起使用并且用于根据被捕获的图像数据生成子采样图像数据和直方图数据，其中所述被捕获的图像数据包括多个像素的灰度值，所述图像处理器的特征在于：
连接到所述存储器的直方图数据获取单元，用于根据所述子采样图像数据检测具有相同灰度值的像素，在所述存储器中指定与所述被检测像素的灰度值相对应的地址，并且给存储在所指定地址处的值加上任意值或者从存储在所指定地址处的值中减去任意值。
9.根据权利要求8所述的图像处理器，其中所述存储器包括分别对应于所述像素的灰度值的地址，每个地址存储所述具有相同灰度值的像素的计数值。
10.根据权利要求9所述的图像处理器，其中所述直方图数据获取单元包括搜索单元，用于搜索具有最大计数值的灰度值和所述灰度值的计数值。
11.根据权利要求9所述的图像处理器，其中所述直方图数据获取单元包括：
搜索单元，用于保存包含在所述子采样图像数据中的任意灰度值和所述灰度值可容许的最大计数值；以及
比较器，其被连接到所述搜索单元，用于当存储在所述存储器中的计数值超出所述可容许的最大计数值时输出警报信号。
12.根据权利要求8至11中的任一个所述的图像处理器，其中所述直方图数据获取单元包括灰度转换器，用于减少包含在所述子采样图像数据中的灰度值的位的数目。
13.根据权利要求8至11中的任一个所述的图像处理器，其中所述直方图数据获取单元包括选择器，用于从初始值和通过累计计数值并执行加法或减法得到的值中选择一个并且输入到所述存储器中。
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