SU1621047A1 - Устройство дл формировани гистограмм - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислиительной технике и предназначено дл  формировани  гистограмм  ркости изображений . Цель изобретени  - расши- рение функциональных возможностей за счет выравнивани  гистограмм и управлени  динамическим диапазоном. Устройство включает блок формировани  гистограмм 1, блок выравнивани  гистограмм 2, блок задани  динамического диапазона 3, синхронизатор 4. С помощью блокл 1 формируетс  гистограмма исходного сигнала изображени , котора  с целью улучшени  качества сигнала преобразуетс  к заданному виду в бпокп 2. Блок 3 позвол ет управл ть динамическим диапазоном сигнала. 4 ил. ч i 3 (Л С

Description

ЗЭ Э

О 4 1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и йожат быть использовано дл  построени  амплитудных гистограмм сигналов, а также дл  вы- равнивани  формы гистограммы и выбора оптимального динамического диапазона  ркостей с целью улучшени  качества изображений.

Цель изобретени  - расширение фун кционалышх возможностей за счет выравнивани  гистограмм и управлени  динамическим диапазоном.

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 - схема блока формировани  гистограмм; на фиг.З - схема блока выравнивани  гистограмм; на фиг.4 - схема блока задани  динамического диапазона.

Устройство дл  формировани  гисто грамм содержит блок 1 формировани  гистограмм, блок 2 выравнивани  гистограмм , блок 3 задани  динамического диапазона, синхронизатор 4, входы 5-7 и выходы 8 и 9.

Блок 1 состоит из запоминающего устройства 10 изображени , дешифратора 11 и счетчика 12.

Блок 2 содержит элементы ИЛИ 13, счетчик 14, делители 15, умножители 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- разом.

Сигнал изображени , подвергаемый обработке, в виде матрицы М-разр д- ных квантованных сигналов хранитс  в запоминающем устройстве 10 изо- бражени  . Запись изображени  в запоминающее устройство 10 осуществл етс  через его информационные входы. Подачей импульса считывани  от синхронизатора 4 на вход считывани  запоминающего устроства 10 изображени  начинаетс  последовательное сч тывание сигналов изображени , которые поступают на входы дешифратора 11. В соответствии со значением сиг- нала, на одном из выходов дешифратора 11 формируетс  высокий уровень сигнала поступающий на счетный вход соответствующего счетчика,12. Синхроно сигналы с выходов дешифратора 11 поступают на информационный вход блока 2 выравнивани  гистограмм. При поступлении сигнала на счетный вход счетчика 12 его содержимое увеличиваетс  на единицу. По окончании выборки из запоминающего устройства 10 значений всех элементов сигнала изо- бражени , на входы считывани  всех счетчиков 12 от синхронизатора 4 поступает импульс считывани  и их содержимое считываетс  с первых выходо 8 устройства. На этом заканчиваетс  первый этап работы устройства, заключающийс  в формировании амплитудной гистограммы  ркостей изображени .

Следующий этап заключаетс  в улучшении качества исходного изображени  на основании преобразовани   ркостей его элементов.

Как правило динамический диапазон сигнала изображени  может измен тьс  в широких пределах, поэтому дл  улучшени  его передачи и воспроизведени  необходимо варьировать значени  границ динамического диапазона и форму распределени  значений сигнала изображени  .

С этой целью сигнал изображени  преобразуетс  в предлагаемом устройстве следующим образом:

g(A,l) gMO,Kc- g/иин J x

х P-(f(u,l) + gMHM, (1)

«e %акс ёмин

- желаемые максимальное и минимальное значени  диапазона  ркостей сигналaj Г(К) - веро тность того, что элемент изображени  имеет значение К, вычисл ема  как:

г(к) - 2- иы,

г-0

(Л)

гдеН(г)- гистограмма распределени   ркостей исходного сигнала;

N - число элементов изображени  .

С целью обеспечени  возможности задани  необходимых значений )и §« i в устройство включен блок 3 задани  динамического диапазона, а дл  преобразовани  сигналов f(A,l) исходного изображени  с использованием выражени  (1) - блок 2 выравнивани  гистограмм.

5162

В соответствии со значением сигнала , поступающего из запоминающего устройства 10 на входы дешифратора 11,на одном из его выходов формируетс  высокий уровень сигнала, поступающий на соответствующий элемент ИЛИ 13. Высокий уровень сигнала подаетс  на счетный вход соответствующего счетчика 14, увеличива  его содержимое на единицу. Кроме того, через соответствующие входы элементов ИЛИ 13 на счетный вход А-го счетчика попадают сигналы от всех К-х (К Ј Л) выходов дешифратора 11. Таким образом в каждом Л-м счетчике 14 реализуетс  сигнал:

Н(г)

(3)

где H(z) - цифровой сигнал, равный числу элементов изображени  со значением Z. По окончании считывани  сигнала изображени  из запоминающего устройства 10, от синхронизатора 4 поступают синхроимпульсы считывани  на вход считывани  блока 3 задани  динамического диапазона 3 и, синхронно , на первый вход считывани  блока выравнивани  гистограмм 2. Содержимое счетчиков 14 считываетс  и nor ступает.на первые входы-делителей 15, на вторые входы которых поступает содержимое 2 -го счетчика 14, равное полному числу элементов изображени  N. При этом схемотехнически реализовано обнуление счетчиков 14. В результате делени  на выходах каждого делител  15 формируетс  сигнал,пропорциональный веро тности того, что отсчет сигнала изображени  имеет значение , не превосход щее уровень А, т.е.

Р(Л)

H(z)

(4)

Данный сигнал поступает на второй вход соответствующего умножител  16.

Значени  границ динамического диапазона  ркостей g/aaKfc.H SMMK записанные в регистры 20 и 21 через входы 6 устройства, поступают .на первый и второй входы сумматора 22 соответ1047

ственно, в результате чего па выходе сумматора 22 формируетс  сигнал

°2 SMOKC 8|мии

(5)

В сумматоре 22 может быть предусмотрена схема задержки, позвол юща  данному сигналу поступать на первые входы умножителей 16 блока 2 синхронно с поступлением сигналов на их входы.

На каждом умножителе 16 блока выравнивани  гистограмм формируетс  сигнал

S3 в 8макс- ВЯИЙ) Р(Л), (6)

Этот сигнал поступает на второй вход соответствующего сумматора 17, на первый вход которого синхронно поступает значение сигнала gum считываемое с пр мого выхода регистра минимума 21 блока 3. Синхронность поступлени  сигналов на входы сумматора 17 блока 2 может обеспечиватьс , например, задержкой сигнала в регистре минимума 21 блока 3. На выходах каждого сумматора 17,.таким об- разом, формируетс  сигнал:

(Р.

макс

- ё.

МММ

) Р(А) + р,лдии- (7)

Сигнал S поступает на входы со- ответствутощего регистра 18 и записываетс  в него. Таким образом, в каждом из регистров 18 хранитс  кванто- ванное значение преобразованного в

соответствии с (1) сигнала, имею- щего исходное значение j.

Начинаетс  повторное считывание отсчетов сигнала исходного изображени  f(A,l). Значени  М-ра.зр дных отсчетов сигнала, исходного изображе- ни  последовательно считываютс  из запоминающего устройства 10 и поступают на входы дешифратора 11. В соответствии со значением М-разр дно- го сигнала изображени , на соответ- , ствующем выходе дешифратора 11 фор- мируетс  высокий уровень сигнала, который поступает на второй вход соответствующего элемента И 19. Начинают поступать сихнроимпульсы считы- вани  на первый вход каждого из элементов И 19. Таким образом, на оба. входа элемента II 19,. соответствующего .сигналу исходного изображени , рав- гному А, поступают высокие уровни

сигнала. На выходе соответствующего элемента И 19 формируетс  высокий уровень сигнала, поступающий на вход считываний соответствующего регистра 18. Хран щеес  в этом регистре 18 квантованное значение преобразованного в соответствии с (1) сигнала, имеющего исходное значение Л, считываемс  с выхода А-го регистра 18,  вл ющегос  вторым выходом 9 устройства. После обработки всех N элементов изображени  и считывани  со второго выхода 9 устройства сигнала последнего элемента преобразованного изображени  работа устройства заканчиваетс .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  формировани  гистограмм , содержащее блок формировани  гистограмм, информационный вход которого  вл етс  одноименным входом устройства , а первые выходы - , первыми вькодами устройства, отличающеес  тем, что, с це

   0

   5

   лью расширени  функциональных возможностей за счет выравнивани  гистограмм и управлени  динамическим диапазоном, в него введены блок задани  динамического диапазола, первый и второй входы которого  вл ютс  входами задани  верхней и нижней границ диапазона устройства соответственно , блок выравнивани  гистограмм , информационные входы которого соединены с вторыми выходами блока формировани  гистограмм, а выходы  вл ютс  вторыми выходами устройства, входы задани  динамического диапазона блока выравнивани  гистограмм соединены с соответствующими выходами блока задани  динамического диапазона,синхронизатор, вход запуска которого  вл етс  входом запуска устройстваt а соответствующие выходы подключены к первым и вторым входам считывани  блока формировани  гистограмм и блока выравнивани  гистограмм к входу считывани  блока задани  динамического

   диапазона.

   i т

   Ґ

   К ёлок у Z

   В 8 8

   Фиг. 2

   Т От синхронизатора 4

   чи

   От синхронизаторов

   i

   lit at It

   g 1-

   Ш 18

   ON to

   О 4 -j

   От синхронию- тора у t ф

   20

   К схемам 16 КсхемамЩ блока Z б л ока 2 J

   Фиг. 4

   ij

   t

   21

   1-ГГ