專利名稱：直方圖發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直方圖發(fā)生器領(lǐng)域，尤其涉及輸入數(shù)據(jù)如輸入視頻信號(hào)電平分布的檢測(cè)。
背景技術(shù)：
一般情況下，直方圖是在電視信號(hào)的信號(hào)處理電路中產(chǎn)生用以獲取視頻信號(hào)的特征的。過(guò)去，人們已經(jīng)引入了產(chǎn)生直方圖的應(yīng)用技術(shù)。一例產(chǎn)生這種技術(shù)的裝置見日本專利公開號(hào)為S58-63989的專利申請(qǐng)。


圖17描繪了一例根據(jù)取樣值的大小將取樣得到的輸入信號(hào)分成多組的直方圖。圖17中，取樣得到的信號(hào)被分成四組。為了對(duì)取樣值進(jìn)行分組，設(shè)置閾值a1、a2和a3，并按照這些閾值形成四個(gè)區(qū)間A1、S2、S3和S4。對(duì)連續(xù)的輸入視頻信號(hào)進(jìn)行取樣，并將取樣值分配到區(qū)間S1、S2、S3和S4中的一個(gè)區(qū)間。根據(jù)區(qū)間S1、S2、S3和S4產(chǎn)生直方圖，并將計(jì)數(shù)得到的取樣數(shù)(頻率)分配到每一區(qū)間。
然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)的直方圖發(fā)生器中，產(chǎn)生的直方圖可能不穩(wěn)定。由于如噪聲等因素，位于閾值a1的小鄰域中的輸入信號(hào)的取樣值可以由某一時(shí)刻屬于區(qū)間S1的而另一時(shí)刻屬于區(qū)間S2的直方圖發(fā)生器來(lái)判斷。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的直方圖發(fā)生裝置采用幾個(gè)如邊界的閾值通過(guò)將最大的輸入信號(hào)的范圍劃分成幾個(gè)區(qū)間來(lái)尋找輸入視頻信號(hào)的頻率。直方圖發(fā)生裝置包含對(duì)閾值附近出現(xiàn)的取樣進(jìn)行加權(quán)的加權(quán)電路，和對(duì)加權(quán)電路的輸出信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。
附圖簡(jiǎn)述圖1是按照本發(fā)明第一個(gè)典型實(shí)施例的直方圖發(fā)生器的方框圖。
圖2是按照本發(fā)明第二個(gè)典型實(shí)施例的直方圖發(fā)生器的方框圖。
圖3是按照本發(fā)明第三個(gè)典型實(shí)施例的直方圖發(fā)生器的方框圖。
圖4是按照本發(fā)明第四個(gè)典型實(shí)施例的直方圖發(fā)生器的方框圖。
圖5是按照本發(fā)明第五個(gè)典型實(shí)施例的直方圖發(fā)生器的方框圖。
圖6是按照本發(fā)明第六個(gè)典型實(shí)施例的直方圖發(fā)生器的方框圖。
圖7是按照本發(fā)明第七個(gè)典型實(shí)施例的直方圖發(fā)生器的方框圖。
圖8是按照本發(fā)明第八個(gè)典型實(shí)施例的直方圖發(fā)生器的方框圖。
圖9是按照本發(fā)明第九個(gè)典型實(shí)施例的直方圖發(fā)生器的方框圖。
圖10是按照本發(fā)明第十個(gè)典型實(shí)施例的直方圖發(fā)生器的方框圖。
圖11A-E是本發(fā)明典型實(shí)施例中用作產(chǎn)生直方圖的加權(quán)函數(shù)的順序。
圖12A-E是本發(fā)明典型實(shí)施例中用作產(chǎn)生直方圖的加權(quán)函數(shù)的順序。
圖13A-E是本發(fā)明典型實(shí)施例中用作產(chǎn)生直方圖的加權(quán)函數(shù)的順序。
圖14A-D是本發(fā)明典型實(shí)施例中用作產(chǎn)生直方圖的加權(quán)函數(shù)的順序。
圖15A-C是本發(fā)明典型實(shí)施例中用作產(chǎn)生直方圖的加權(quán)函數(shù)的順序。
圖16描繪的是本發(fā)明典型實(shí)施例中產(chǎn)生直方圖的加權(quán)函數(shù)。
圖17是用現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的直方圖。
較佳實(shí)施例的描述假設(shè)下閾值(第一閾值)用A表示，而上閾值(第二閾值)用B表示，在A和B之間形成區(qū)間。在傳統(tǒng)的直方圖發(fā)生器(見圖16)中，直方圖是通過(guò)按照輸入視頻信號(hào)S是否屬于由閾值A(chǔ)和B定義的區(qū)間來(lái)劃分輸入視頻信號(hào)而得到的。另一方面，按照本發(fā)明，直方圖發(fā)生裝置在位于閾值A(chǔ)和B之間區(qū)間的兩端設(shè)置了一個(gè)閾值寬度W。從而在如圖16中實(shí)線所示的冗余量±W內(nèi)，閾值A(chǔ)和B具有與之相關(guān)的坡度；從而產(chǎn)生加權(quán)函數(shù)。加權(quán)函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，隨后對(duì)這些數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)而產(chǎn)生一直方圖。
換言之，當(dāng)輸入視頻信號(hào)S的電平靠近與A或B相關(guān)聯(lián)的加權(quán)函數(shù)的中心時(shí)，被加權(quán)的數(shù)據(jù)不變，而當(dāng)輸入視頻信號(hào)S在閾值A(chǔ)或B周圍時(shí)，被加權(quán)的數(shù)據(jù)取與中心的距離成正比的值。
圖16中，范圍±W內(nèi)實(shí)線所示的階梯由裝置用來(lái)處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。當(dāng)處理模擬數(shù)據(jù)時(shí)，或在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中增加位數(shù)時(shí)，臺(tái)階(圖16)近似為一直線。在閾值A(chǔ)向下的鄰域內(nèi)，覆蓋(A-W)到A的相應(yīng)區(qū)間與覆蓋A到(A+W)的向上的鄰域具有相同的寬度。所以，如果類似地地安排閾值B的鄰域，則采用加權(quán)函數(shù)可以計(jì)算頻率，而組合計(jì)數(shù)的頻率可以產(chǎn)生所要求的直方圖。
下面描述直方圖多個(gè)區(qū)間中的一個(gè)區(qū)間。該區(qū)間具有與之相關(guān)的第一閾值A(chǔ)以及第二閾值B(A＜B)。
第一個(gè)典型實(shí)施例圖1是本發(fā)明第一個(gè)典型實(shí)施例產(chǎn)生視頻信號(hào)直方圖的直方圖發(fā)生器的方框圖。
第一典型實(shí)施例的直方圖發(fā)生器包含第一加權(quán)電路100、第二加權(quán)電路200、最小檢測(cè)器電路(MIN電路)11，以及計(jì)數(shù)器12。圖1所示結(jié)構(gòu)視頻信號(hào)的直方圖發(fā)生器接收輸入視頻信號(hào)S，并輸出輸入視頻信號(hào)S的取樣數(shù)(頻率)F。例如，輸入視頻信號(hào)是一個(gè)亮度信號(hào)。
首先描述第一加權(quán)電路的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。
第一減法器1減去閾值寬度W，該閾值寬度W是在外部設(shè)置，并且用來(lái)分配與也是在外部設(shè)置的第一閾值A(chǔ)關(guān)聯(lián)的寬度。將相減值(A-W)輸出到第二減法器2。
第二減法器2從輸入視頻信號(hào)S中減去第一減法器1的輸出，并將相減值(S-(A-W))輸出到第一零限幅器(zero limiter)3。
第一零限幅器3ⅰ)在第二減法器2的輸出為零或負(fù)值時(shí)，輸出0，或ⅱ)如果第二減法器2的輸出為正值時(shí)，輸出第二減法器2的輸出值，換言之，第一零限幅器3響應(yīng)于輸入視頻信號(hào)S輸出0或(S-(A-W))。
按照上述運(yùn)行，與產(chǎn)生的閾值A(chǔ)相關(guān)的加權(quán)函數(shù)如圖11A所示。圖11A-E中，輸入視頻信號(hào)S的電平為橫軸，而通過(guò)加權(quán)函數(shù)確定的加權(quán)數(shù)據(jù)的幅度為縱軸F。圖11A-E中，閾值鄰域中的加權(quán)函數(shù)如斜線所示，但在處理數(shù)據(jù)時(shí)成臺(tái)階形狀。
第一限幅器5接收第一零限幅器3的輸出以及在外部設(shè)置的極限電平L，并ⅰ)在第一零限幅器3的輸出小于極限電平L時(shí)，輸出第一零限幅器3的輸出，或者ⅱ)在第一零限幅器3的輸出大于或等于極限電平L時(shí)，輸出極限電平L。換言之，第一限幅器5響應(yīng)于輸入視頻信號(hào)S輸出0、(S-(A-W))或L。在本典型實(shí)施例中L等于2W。
按照上述運(yùn)行，第一加權(quán)電路100輸出靠近如圖11B所示極限電平L限制的閾值A(chǔ)的加權(quán)數(shù)據(jù)。圖11A-E中，極限電平L沿縱軸方向。
下面說(shuō)明第二加權(quán)電路200的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。
第一加法器6加入在外部設(shè)置并具有寬度W的第二閾值B，并將相加的值(B+W)輸出到第三減法器7。
第三減法器7從加法器6的輸出中減去輸入視頻信號(hào)S，并將相減的值(B+W-S)輸出到第二零限幅器8。
第二零限幅器8ⅰ)當(dāng)?shù)谌郎p法器7的輸出(B+W-S)為正值時(shí)，輸出第三減法器7的輸出值(B+W-S)，或ⅱ)當(dāng)?shù)谌郎p法器7的輸出值(B+W-S)為0或負(fù)值時(shí)，輸出0。
按照上述運(yùn)行，與靠近閾值B的數(shù)據(jù)相關(guān)的加權(quán)函數(shù)如圖11C所示。
第二限幅器10接收第二零限幅器8的輸出和極限電平L，并ⅰ)當(dāng)?shù)诙阆薹?的輸出小于極限電平L時(shí)，輸出第二零限幅器8的輸出，或ⅱ)當(dāng)?shù)诙阆薹?的輸出大于或等于極限電平L時(shí)輸出極限電平L。
按照上述運(yùn)行，第二加權(quán)電路200輸出如圖11D所示靠近極限電平L限制的閾值B的加權(quán)數(shù)據(jù)值。
最小檢測(cè)器電路(MIN電路)11接收第一限幅器5的輸出和第二限幅器10的輸出，并輸出其中的較小者。
按照上述運(yùn)行，得到如圖11E中實(shí)線所示的梯形加權(quán)函數(shù)。
計(jì)數(shù)器12累加地疊加最小檢測(cè)器電路11的輸出信號(hào)。
按照上述一幀或一場(chǎng)視頻信號(hào)的運(yùn)行，產(chǎn)生采用如圖11E所示梯形加權(quán)函數(shù)的視頻信號(hào)的直方圖。
本發(fā)明的直方圖發(fā)生器用加權(quán)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，通過(guò)分配靠近第二閾值的寬度，該加權(quán)函數(shù)在靠近第一閾值的閾值寬度內(nèi)增加，在靠近第二閾值的閾值寬度內(nèi)下降，而在閾值之間的中心附近為常數(shù)。
因此，通過(guò)分配閾值寬度并采用靠近閾值的加權(quán)函數(shù)，第一個(gè)典型實(shí)施例可以產(chǎn)生穩(wěn)定的直方圖。接著該直方圖用作獲取視頻信號(hào)的特征。
第二個(gè)實(shí)施例圖2描繪的是本發(fā)明第二個(gè)典型實(shí)施例中視頻信號(hào)直方圖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)。圖2中具有與第一個(gè)典型實(shí)施例(圖1)中相同標(biāo)號(hào)的元件的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第一個(gè)典型實(shí)施例中是相同的，因此其描述從略。
首先說(shuō)明第一加權(quán)電路101的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。
第一減法器1和第二減法器2的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第一個(gè)典型實(shí)施例中的是相同的，其說(shuō)明從略。
第三限幅器15接收第二減法器2的輸出值(S-(A-W))以及外部設(shè)置的極限電平L，并且，ⅰ)當(dāng)?shù)诙p法器2的輸出小于極限電平L時(shí)，輸出第二減法器2的輸出，或者ⅱ)當(dāng)?shù)诙p法器2的輸出大于或等于極限電平L時(shí)，輸出極限電平L。
按照上述運(yùn)行，第三限幅器15的輸出值如圖12A所示。
第三零限幅器13ⅰ)當(dāng)?shù)谌薹?5的輸出為零或負(fù)值時(shí)，輸出0，或者ⅱ)當(dāng)?shù)谌薹?5的輸出為正值時(shí)，輸出第三限幅器15的輸出。
按照上述運(yùn)行，第一加權(quán)電路101輸出加權(quán)數(shù)據(jù)值，這些加權(quán)數(shù)據(jù)值靠近閾值A(chǔ)，并由極限電平L限幅，如圖12B所示。
下面說(shuō)明第二加權(quán)電路201的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。
第一加法器6和第三加法器7的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第一個(gè)實(shí)施例中的是相同的，因此其說(shuō)明從略。
第四限幅器20接收第三減法器7的輸出值(B+W-S)和極限電平L，并且ⅰ)如果第三減法器7的輸出小于極限電平L，則輸出第三減法器7的輸出，或者ⅱ)如果第三減法器7的輸出大于或等于極限電平，則輸出極限電平L。本典型實(shí)施例中，L等于2W。
按照上述運(yùn)算的第四限幅器20的輸出值如圖12C所示。
第四零限幅器18的輸出如下ⅰ)如果第四限幅器20的輸出是零或負(fù)值，則輸出0，或者ⅱ)如果第四限幅器20的輸出是正值，則輸出第四限幅器20的輸出。
按照上述運(yùn)算，第二加權(quán)電路201輸出如圖12D所示的加權(quán)數(shù)據(jù)值。
最小值檢測(cè)器電路11接收第一加權(quán)電路101和第二加權(quán)電路201的輸出，并輸出其中的較小者。
計(jì)數(shù)器12將最小值檢測(cè)器電路11的輸出信號(hào)累加。
按照上述運(yùn)算，產(chǎn)生如圖12E所示基于有梯形加權(quán)函數(shù)加權(quán)的值的直方圖。
第三典型實(shí)施例圖3是本發(fā)明第三個(gè)典型實(shí)施例中產(chǎn)生視頻信號(hào)直方圖的直方圖發(fā)生器的方框圖。
首先說(shuō)明第一加權(quán)電路102的運(yùn)行和結(jié)構(gòu)。
第二加法器22將第一閾值A(chǔ)和閾值寬度W相加。將相加值(A+W)輸出到第四減法器24。
第四減法器24從第二加法器22的輸出中減去輸入視頻信號(hào)S，并將相減值(A+W-S)輸出到第一零限幅器3。
第一零限幅器3用在第一個(gè)典型實(shí)施例中，并將計(jì)算值輸出到第一限幅器5。第一限幅器5用在第一個(gè)典型實(shí)施例中，并將如圖13A所示的計(jì)算值輸出到第七減法器27。
按照上述運(yùn)算的第一加權(quán)電路102的輸出如圖13B所示。
下面說(shuō)明第二加權(quán)電路202的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。
第五減法器25從第二閾值B中減去閾值寬度W，并將相減值(B-W)輸出到第六減法器26。
第六減法器26從輸入視頻信號(hào)S中減去第五減法器25的輸出，并將相減值(S-(B-W))輸出到第二零限幅器8。
第二零限幅器8與在第一個(gè)典型實(shí)施例中所起作用相同，并將計(jì)算結(jié)果輸出到第二限幅器10。第二限幅器10用在第一個(gè)典型實(shí)施例中，并將如圖13C所示的計(jì)算值輸出到第八減法器28。
第八減法器28從極限電平L中減去第二限幅器10的輸出。本典型實(shí)施例中，L等于2W。
按照上述運(yùn)算的第二加權(quán)電路202的輸出如圖13D所示。
最小值檢測(cè)器電路11接收第一加權(quán)電路102和第二加權(quán)電路202的輸出，并輸出其中的較小者。計(jì)數(shù)器12將最小值檢測(cè)器電路11的輸出信號(hào)累加。
按照上述運(yùn)算，產(chǎn)生基于如圖13E所示的由梯形加權(quán)函數(shù)加權(quán)值的直方圖。
第四個(gè)典型實(shí)施例圖4是本發(fā)明第四個(gè)典型實(shí)施例中產(chǎn)生視頻信號(hào)直方圖的直方圖發(fā)生器的方框圖。圖4中與第二和第三典型實(shí)施例(圖2和圖3)中標(biāo)號(hào)相同的元件的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第二和第三典型實(shí)施例中的是相同的，因此其說(shuō)明從略。
首先說(shuō)明第一個(gè)加權(quán)電路103的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。
第二加法器22和第四加法器24的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第三個(gè)典型實(shí)施例(圖3)是相同的，第三限幅器15和第三零限幅器13的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第二個(gè)典型實(shí)施例(圖2)中的是相同的。
第三限幅器15接收第四減法器24的輸出和極限電平L，并將計(jì)算值輸出到第三零限幅器13。按照上述運(yùn)算得到如圖13A所示的輸出。第七減法器27從極限電平L中減去第三零限幅器13的輸出。
按照上述運(yùn)算的第一加權(quán)電路103的輸出如圖13B所示。
下面說(shuō)明第二加權(quán)電路203的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。
第五減法器25和第六減法器26的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第三個(gè)典型實(shí)施例(圖3)中的是相同的，第四限幅器20和第四零限幅器18的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第二典型實(shí)施例(圖2)中的是相同的。
第四限幅器20接收第六減法器26的輸出值(S-(B-W))，并將計(jì)算值輸出到第四零限幅器18。按照上述運(yùn)算獲得的輸出值如圖13C所示。
第八減法器28從極限電平L中減去第四零限幅器18的輸出。按照上述運(yùn)算得到的第二加權(quán)電路203的輸出值如圖13D所示。本典型實(shí)施例中，L等于2W。
最小值檢測(cè)器電路11接收第一加權(quán)電路103和第二加權(quán)電路203的輸出，并輸出其中的較小者。計(jì)數(shù)器12將最小值檢測(cè)器電路11的輸出信號(hào)累加。
按照上述運(yùn)算，產(chǎn)生基于圖13E所示由梯形加權(quán)函數(shù)加權(quán)的值的直方圖。
上文的說(shuō)明中，描述了圖1到圖4中第一到第四典型實(shí)施例中與下閾值A(chǔ)相關(guān)的四種類型的加權(quán)電路和與上閾值B相關(guān)的四種類型的加權(quán)電路。然而，也可以將與圖1到圖4中下閾值相關(guān)的加權(quán)電路中的任何一個(gè)與圖1到圖4中與上閾值B相關(guān)的加權(quán)電路中的任何一個(gè)組合起來(lái)。
第五典型實(shí)施例圖5描述的是本發(fā)明第五個(gè)典型實(shí)施例中視頻信號(hào)直方圖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)。與第一個(gè)典型實(shí)施例(圖1)的差異是沒(méi)有連接第一限幅器5，并且第一零限幅器3是直接與最小值檢測(cè)器11相連的。其他元件的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第一個(gè)典型實(shí)施例中的是相同的，因此其說(shuō)明從略。
第一加權(quán)電路104的運(yùn)行產(chǎn)生的輸出如圖11A所示。
第二加權(quán)電路200的運(yùn)行產(chǎn)生的輸出如圖11D所示。本典型實(shí)施例中，L等于2W。
最小值檢測(cè)器電路11接收第一加權(quán)電路104和第二加權(quán)電路200的輸出，并輸出其中的較小者。計(jì)數(shù)器12將最小值檢測(cè)器電路11的輸出信號(hào)累加。
按照上述運(yùn)算，產(chǎn)生基于如圖11E所示由梯形加權(quán)函數(shù)加權(quán)的值的直方圖。
第六典型實(shí)施例圖6繪出的是本發(fā)明第六個(gè)典型實(shí)施例中視頻信號(hào)直方圖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)。與第四個(gè)典型實(shí)施例(圖4)的差異是沒(méi)有連接第三零限幅器13，第三限幅器15的輸出直接與減法器27相連。第三限幅器15的輸出如圖14A所示。其余的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第四個(gè)典型實(shí)施例中的是相同的，因此其說(shuō)明從略。
第三限幅器15的輸出如圖14A所示，第一加權(quán)電路105的運(yùn)行產(chǎn)生的輸出如圖14B所示。
第二加權(quán)電路203的運(yùn)行產(chǎn)生的輸出如圖14C所示。本典型實(shí)施例中，L等于2W。
按照最小值檢測(cè)器11和計(jì)數(shù)器12的運(yùn)行，產(chǎn)生基于如圖14D所示梯形加權(quán)函數(shù)加權(quán)的值的直方圖。
然而，也可以將與第五和第六典型實(shí)施例中下閾值A(chǔ)相關(guān)的加權(quán)電路中的一個(gè)和與第一到第四典型實(shí)施例中上閾值B相關(guān)的加權(quán)電路中的一個(gè)組合起來(lái)。
第七個(gè)典型實(shí)施例圖7繪出的是本發(fā)明第七個(gè)典型實(shí)施例中視頻信號(hào)的直方圖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)。與第一個(gè)典型實(shí)施例(圖1)的差異是沒(méi)有連接第二限幅器10，并且第二零限幅器8的輸出是直接與最小值檢測(cè)器11相連。其余結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第一個(gè)典型實(shí)施例中的是相同的，因此其描述從略。
第一加權(quán)電路100產(chǎn)生的輸出如圖11B所示，而第二加權(quán)電路204的運(yùn)行產(chǎn)生的輸出如圖11C所示。本典型實(shí)施例中，L等于2W。
按照最小值檢測(cè)器11和計(jì)數(shù)器12的運(yùn)行，產(chǎn)生基于如圖11E所示梯形加權(quán)函數(shù)加權(quán)的值的直方圖。
第八典型實(shí)施例圖8繪出的是本發(fā)明第八個(gè)典型實(shí)施例中視頻信號(hào)直方圖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)。與第四個(gè)典型實(shí)施例(圖4)的不同點(diǎn)是沒(méi)有連接第四零限幅器18，而第四限幅器20的輸出直接與第八減法器28相連。其余結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第四個(gè)典型實(shí)施例中的是相同，因此其描述從略。
第一加權(quán)電路103產(chǎn)生的輸出如圖15A所示，而第二加權(quán)電路205的運(yùn)行產(chǎn)生的輸出如圖15B所示。本典型實(shí)施例中，L等于2W。
按照最小值檢測(cè)器11和計(jì)數(shù)器12的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)基于如圖15C所示梯形加權(quán)函數(shù)加權(quán)的值的直方圖。
然而，也可以將與第七和第八典型實(shí)施例中的上閾值B相關(guān)的加權(quán)電路中的一個(gè)和與第一到第四典型實(shí)施例中下閾值A(chǔ)相關(guān)的加權(quán)電路中的一個(gè)組合起來(lái)。
第九個(gè)典型實(shí)施例圖9繪出本發(fā)明第九個(gè)典型實(shí)施例中視頻信號(hào)直方圖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)。與第三個(gè)典型實(shí)施例(圖3)的第一加權(quán)電路106的不同在于在第一零限幅器3和第一限幅器5之間連接有第一除法器(divider)4。與第一個(gè)典型實(shí)施例(圖1)中的第二加權(quán)電路206的不同點(diǎn)在于在第二零限幅器8和第二限幅器10之間連接有第二除法器9。
首先說(shuō)明第一加權(quán)電路106的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。
第一除法器4將第一零限幅器3的輸出(A+W-S)或0被從外部設(shè)置的斜率(slope)設(shè)定值G除，并輸出相除后得到的值。換言之，第一除法器4根據(jù)輸入視頻信號(hào)S輸出(A+W-S)/G或0。
第一限幅器5接收第一除法器4的輸出和極限電平L，并將結(jié)果輸出到第七減法器27。這里，極限電平L的值與第一到第八個(gè)典型實(shí)施例的極限電平是不同的。
斜率設(shè)定值將加權(quán)函數(shù)限定在靠近閾值A(chǔ)，從而如果輸入數(shù)據(jù)的值是(A-W)，則加權(quán)數(shù)據(jù)是0，而如果輸入數(shù)據(jù)的值是(A+W)，則加權(quán)數(shù)據(jù)是L。
第二加權(quán)電路206的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行基本上與上述的是相同的，因此其解釋從略。第二加權(quán)電路206中，斜率設(shè)定值G是確定靠近閾值B的加權(quán)函數(shù)的值，從而如果輸入數(shù)據(jù)的值是(B-W)，則加權(quán)數(shù)據(jù)是L，而如果輸入數(shù)據(jù)的值是(B+W)，則加權(quán)數(shù)據(jù)是0。
除以斜率設(shè)定值G的除法器可以連接在與圖9所示位置不同的位置上；例如，連接在最小值檢測(cè)器11的合適位置的上游(upstream)。圖16中的符號(hào)st表示沿縱坐標(biāo)F方向的一個(gè)階梯，并且st=G*(L/(2*W))。這里，(L/(2*W))是靠近閾值處加權(quán)函數(shù)的斜率。
除以外部設(shè)定的斜率設(shè)定值G的除法器可以連接在第一到第八個(gè)實(shí)施例中，并與這些典型實(shí)施例相組合。
第十個(gè)典型實(shí)施例圖10繪出的是本發(fā)明第十個(gè)典型實(shí)施例中視頻信號(hào)直方圖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)。與第九個(gè)典型實(shí)施例(圖9)的差異是連接有第三除法器40。第三除法器40將來(lái)自計(jì)數(shù)器12的輸出除以極限電平L。本實(shí)施例的其余結(jié)構(gòu)和運(yùn)行與第九個(gè)典型實(shí)施例中的是相同的，因此其描述從略。
第三除法器40將計(jì)數(shù)器12的輸出被極限電平L除。該過(guò)程使MIN(最小值)電路12的輸出歸一化。在計(jì)數(shù)器12的下游(downstream)而不是在上游方向方向放置該第三除法器40的一個(gè)目的是為了使第三除法器40執(zhí)行的乘法運(yùn)算產(chǎn)生的四舍五入誤差為最小。
上述第十個(gè)典型實(shí)施例使得能夠?yàn)楫a(chǎn)生圖16實(shí)線所示的直方圖而產(chǎn)生階梯加權(quán)函數(shù)。本例中，縱坐標(biāo)上表示的L變成1。
按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行，用圖11E、12E、13E、14D、15C和16中實(shí)線所示的梯形加權(quán)函數(shù)產(chǎn)生直方圖。本典型實(shí)施例中縱坐標(biāo)F上表示的L為1。
采用本典型實(shí)施例，使得可以產(chǎn)生一直方圖，而同時(shí)抑制與歸一化相關(guān)的運(yùn)算期間的誤差。另外，可以由歸一化減小輸出數(shù)據(jù)的幅度，使得在本發(fā)明的直方圖發(fā)生器以后的下游電路的規(guī)模減小。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明可以應(yīng)用于獲取視頻信號(hào)特征的視頻設(shè)備中。本發(fā)明使得通過(guò)分配用于產(chǎn)生直方圖的寬度對(duì)閾值比，以及通過(guò)加權(quán)靠近閾值的數(shù)據(jù)而使直方圖發(fā)生器的穩(wěn)定性提高。因此，可以解決在其他直方圖發(fā)生器中可能出現(xiàn)的有噪聲引起的靠近閾值的區(qū)間內(nèi)取樣集中而使直方圖不正確產(chǎn)生的問(wèn)題。
本發(fā)明的直方圖發(fā)生器詳細(xì)地表示了與下閾值相關(guān)的加權(quán)電路和與上閾值相關(guān)的加權(quán)電路，與下閾值相關(guān)的加權(quán)電路通過(guò)增大每一區(qū)間下閾值鄰域中線性函數(shù)或階梯函數(shù)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行加權(quán)，而與上閾值相關(guān)的加權(quán)電路通過(guò)降低每一區(qū)間上閾值鄰域內(nèi)的線性函數(shù)或階梯函數(shù)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。然而，所使用的函數(shù)類型并不僅限于線性函數(shù)或階梯函數(shù)，也可以采用任意的函數(shù)。正如本發(fā)明的說(shuō)明中指出的那樣，沿閾值兩側(cè)延伸的閾值寬度不一定必須是對(duì)稱于閾值的。典型實(shí)施例中采用的是如本發(fā)明直方圖發(fā)生器結(jié)構(gòu)的硬線結(jié)構(gòu)。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，上述典型實(shí)施例也可以用硬線、軟件或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還可以應(yīng)用于除電視機(jī)以外的其他設(shè)備，包括各種顯示裝置如PC監(jiān)視器。所以，上述較佳實(shí)施例僅是描述性的，而非限定性的。本發(fā)明的保護(hù)范圍有權(quán)利要求限定，各種修正包括在權(quán)利要求的精神范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種直方圖發(fā)生裝置，所述直方圖發(fā)生裝置用來(lái)計(jì)算多個(gè)輸入值中的至少一個(gè)的出現(xiàn)的頻率，所述輸入值對(duì)應(yīng)于由多個(gè)閾值定義的多個(gè)區(qū)間中的至少一個(gè)區(qū)間內(nèi)的輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于，所述直方圖發(fā)生裝置包含ⅰ)加權(quán)裝置，用來(lái)根據(jù)所述輸入數(shù)據(jù)信號(hào)和所述多個(gè)閾值輸出與加權(quán)的數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)應(yīng)的多個(gè)輸出值；以及ⅱ)計(jì)數(shù)裝置，用來(lái)對(duì)與所述加權(quán)數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述輸出值的總數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
2．如權(quán)利要求1所述的直方圖發(fā)生裝置，其特征在于，所述加權(quán)裝置包含ⅰ)第一加權(quán)裝置，用來(lái)根據(jù)一加權(quán)函數(shù)對(duì)大體等于第一閾值的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，并產(chǎn)生第一輸出；ⅱ)第二加權(quán)裝置，用來(lái)根據(jù)所述加權(quán)函數(shù)對(duì)大體等于第二閾值的數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，并產(chǎn)生第二輸出；ⅲ)最小值檢測(cè)裝置，它輸出所述第一輸出和所述第二輸出中的較小者。
3．如權(quán)利要求2所述的直方圖發(fā)生裝置，其特征在于，當(dāng)與所述加權(quán)數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述輸出值中的一個(gè)大體等于所述多個(gè)區(qū)間中的一個(gè)區(qū)間的中心時(shí)，所述加權(quán)裝置輸出一恒定值。
4．如權(quán)利要求2所述的直方圖發(fā)生裝置，其特征在于，所述第一加權(quán)裝置根據(jù)一預(yù)定的斜率設(shè)定值對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，并且所述第二加權(quán)裝置根據(jù)所述預(yù)定斜率設(shè)定值對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。
5．如權(quán)利要求3所述的直方圖發(fā)生裝置，其特征在于，所述第一加權(quán)裝置根據(jù)一預(yù)定斜率設(shè)定值對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)，而所述第二加權(quán)裝置根據(jù)所述預(yù)定斜率設(shè)定值對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。
6．如權(quán)利要求1所述的直方圖發(fā)生裝置，其特征在于，所述計(jì)數(shù)裝置還包含產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)的裝置，并且所述直方圖發(fā)生裝置還包含使所述計(jì)數(shù)裝置的所述計(jì)數(shù)信號(hào)歸一化的除法器。
7．如權(quán)利要求1所述的發(fā)生裝置，其特征在于，所述輸入數(shù)據(jù)信號(hào)是一視頻數(shù)據(jù)信號(hào)。
8．如權(quán)利要求1所述的直方圖發(fā)生裝置，其特征在于，所述加權(quán)數(shù)據(jù)信號(hào)是根據(jù)與所述輸入數(shù)據(jù)信號(hào)和所述多個(gè)閾值中的至少一個(gè)閾值對(duì)應(yīng)的所述輸入值中的每一個(gè)之間的距離來(lái)計(jì)算的。
全文摘要
直方圖發(fā)生器產(chǎn)生檢測(cè)視頻信號(hào)特征的直方圖。直方圖發(fā)生器使得減少了其他直方圖發(fā)生器中可能存在的噪聲所引起的不穩(wěn)定性問(wèn)題。對(duì)產(chǎn)生直方圖中使用的閾值分配一寬度,并對(duì)靠近閾值處下降的信號(hào)值加權(quán)以后對(duì)信號(hào)值進(jìn)行計(jì)數(shù)。
文檔編號(hào)H04N5/20GK1216193SQ98800100
公開日1999年5月5日 申請(qǐng)日期1998年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月6日
發(fā)明者竹島正弘, 影山敦久, 川端稔, 杉本浩子 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社