显示器数字图像的Sobel和Laplace边缘增强电路制造技术

一种显示器数字图像的Ｓｏｂｅｌ和Ｌａｐｌａｃｅ边缘增强电路，属于显示器技术。它至少包括输入ｒ［７∶０］（或ｇ［７∶０］、ｂ［７∶０］）、ｈｄｅ（行）、ｖｄｅ（场）、ｐｃｉｋ（时钟）信号的逻辑处理电路，先入先出行存储器０，先入先出行存储器１，逻辑比较电路，边缘增强系数产生模块及边缘增强处理逻辑电路构成。先入先出行存储器０和先入先出行存储器１均为以ｗｒ－ｅｎ和ｒｄ－ｅｎ信号控制其在时钟信号的上升沿写或读的随机存取存储器。边缘增强系数产生模块由输入信号为ｆａｃｔｏｒ［７∶０］和Ｓｏｂｅｌ［１２∶２］、输出信号为ｅｎｈａｎｃｅ［１０∶０］的多路转换器组成。它增强了图像的细节和层次感，电路简单，运算速度快、功耗低，显著改善了图像质量。可广泛应用于电视机、电脑等装置的各种显示器中。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

Sobel and Laplace edge enhancement circuit for display digital image

The utility model relates to a digital image Sobel and Laplace edge enhancement circuit of a display, which belongs to the display technology. It includes at least 7 input R: 0 (or G 7: 0, B, 7, 0), HDE (line), VDE (field), pcik (clock) logic signal processing circuit, first in first out memory 0, first in first out memory 1, compared with the logic circuit, edge enhancement coefficient generation module and edge enhancement processing logic circuit. First in first out memory 0 and first in first out memory, all of which are controlled by WR en and RD en signals, which are controlled by the random access memory on the rising edge of the clock signal. Edge enhancement coefficient generation module is composed of input signal is factor 7: 0 and Sobel 12: 2, the output signal is enhance 10: 0 multiplexer composition. It enhances the details of the image and the sense of hierarchy, the circuit is simple, fast, low power consumption, significantly improve the image quality. The utility model can be widely used in various displays of televisions, computers and other devices.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于显示器
，更具体地说涉及显示器数字图像的边缘增强处理电路的改进。
技术介绍
图像增强电路是指按特定的需要突出图像中的某些信息，同时削弱或去除某些不需要的信息的处理方法。在数字图像的处理中，往往需要充分显示图像的细节。这就需要增强图像的边缘和灰度跳变的部分。所谓边缘就是指图像局部亮度变化最显著的部分。已有的图像边缘增强处理的方法很多，如Sobel算子、Roberts算子、Robinson算子、Canny算子、LOG算子和Laplace算子等法。它们中有的对边缘的提取十分粗糙，有的电路十分复杂而且运算速度慢、功耗大，有的对噪音干扰非常敏感。本技术的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种对图像边缘的提取和改善较精细，电路结构简单，运算速度快、功耗低，抗噪音干扰能力强的显示器数字图像的Sobel和Laplace边缘增强电路。
技术实现思路
为了达到上述目的，本技术至少包括输入r[7:0](或g[7:0]、b[7:0])、hde(行)、vde(场)、pcik(时钟)信号的逻辑处理电路，与逻辑处理电路连接的先入先出行存储器0，与先入先出行存储器0连接的先入先出行存储器1，与先入先出行存储器1和阈值信号(threshold)连接的逻辑比较电路，与逻辑比较电路和factor(增强等级)[7:0]信号连接的边缘增强系数产生模块以及与边缘增强系数产生模块、逻辑处理电路和逻辑比较电路连接的边缘增强处理逻辑电路。本电路的输出信号为new[7:0]，即边缘增强后的图像数据。其中r[7:0](或g[7:0]、b[7:0])为输入图像数据，factor[7:0]为用户设置的边缘增强系数(建议设置为1)，threshold[11:0]为用户设置的判断是否进行边缘增强的阈值(建议设置为60)。hde、vde分别为输入图像的行、场data enable(使能数据)信号。Pcik为时钟输入。先入先出行存储器0和先入先出行存储器1均为输入R、G、B信号的fifo0 in[7:0]、输出R、G、B信号的fifo0 out[7:0]，以wr-en和rd-en信号控制其在时钟信号的上升沿写或读的随机存取存储器。rd-en信号依次与加法器、D触发器连接处理后输入随机存取存储器，wr-en信号依次与加法器、D触发器连接处理后输入随机存取存储器。随机存取存储器的输出端经D触发器输出fifo0 out[7:0]。先入先出行存储器0和先入先出行存储器1用来存储顺序输入的两行图像数据，它们是利用Xilinx的工具软件ISE4的coregenerator产生并嵌入到电路中的。其控制信号wr-en和rd-en是由逻辑处理电路通过对hde、vde做leading-one处理并延时后相与得到，由它们分别控制先入先出行存储器0和先入先出行存储器1在时钟信号的上升沿写或读。逻辑比较电路将利用Sobel算子对输入图像R、G、B信号进行处理、计算出的梯度值与用户设定的threshold进行比较，确定是否图像的边缘、是否需要增强。边缘增强系数产生模块由输入信号为factor[7:0]和Sobel[12:2]、输出信号为enhance[10:0]的多路转换器组成。用来产生不同增强等级(factor)的增强值。它可以根据用户设置的factor值来控制产生图像增强的强度，产生相应的增强因子enhance。最后利用Laplace算子由边缘增强处理逻辑电路进行处理，判断是正边缘还是负边缘，确定增强方式，进行相应的增强。数字图像灰度值的显著变化可用梯度来表示。本电路采用基于梯度法的Sobel算子和Laplace算子联合操作实现图像边缘的检测和增强。Sobel算子被认为是最佳的边缘检测算子。在不考虑噪音的情况下，Sobel算子取得的边缘信息误差不超过7度。本技术提供了一种对图像边缘的提取和改善精细，电路结构简单，运算速度快、功耗低，抗噪音干扰能力强，图像质量得到明显改善的显示器数字图像的Sobel和Laplace边缘增强电路。它可广泛应用于电视机、电脑、监控器等装置的各种显示器中。附图说明图1为本技术边缘增强的原理图。示意了Sobel算子和Laplace算子联合实现图像边缘增强的基本流程。图2为本技术的电路原理图。由于R、G、B信号的处理方式一致，图中仅以R信号的处理为例。图3为先入先出行存储器0和先入先出行存储器1的电路图。图4为边缘增强系数产生模块的电路图。具体实施方式实施例1.一种显示器数字图像的Sobel和Laplace边缘增强电路，如图2所示。它至少包括输入r[7:0](或g[7:0]、b[7:0])、hde(行)、vde(场)、pcik(时钟)信号的逻辑处理电路(1)，与逻辑处理电路(1)连接的先入先出行存储器0(2)，与先入先出行存储器0(2)连接的先入先出行存储器1(3)，与先入先出行存储器1(3)和阈值信号(threshold)连接的逻辑比较电路(4)，与逻辑比较电路(4)和factor[7:0]信号连接的边缘增强系数产生模块(5)以及与边缘增强系数产生模块(5)、逻辑处理电路(1)和逻辑比较电路(4)连接的边缘增强处理逻辑电路(6)所构成。图3所示，先入先出行存储器0(2)和先入先出行存储器1(3)均为输入R、G、B信号的fifo0 in[7:0]、输出R、G、B信号的fifo0 out[7:0]，以wr-en和rd-en信号控制其在时钟信号的上升沿写或读的随机存取存储器(7)。其rd-en信号(9)依次与加法器(10)、D触发器(11)连接处理后输入随机存取存储器(7)。wr-en信号(12)依次与加法器(13)、D触发器(14)连接处理后输入随机存取存储器(7)。随机存取存储器(7)的输出端经D触发器(15)输出fifo0 out[7:0]。图4所示，边缘增强系数产生模块(5)由输入信号为factor[7:0]和Sobel[12:2]、输出信号为enhance[10:0]的多路转换器(8)组成。图1示出了其基本原理。图中F(x，y)、G(x，y)分别为输入、输出数据，enhn为边缘增强系数。当Sobel(F(x，y))＜Threshold(阈值)时认为不是边缘，不经过处理直接输出；当Sobel(F(x，y))＞Threshold时认为是边缘，求出增强因子enhance。再经过Laplace求出拐点判断增强的方式，当Laplace(F(x，y))＞0，G(x，y)＝F(x，y)+enhance，即图像灰度值提升；当Laplace(F(x，y))＜0，G(x，y)＝F(x，y)-enhance，即图像灰度值削弱；当Laplace(F(x，y))＝0，G(x，y)＝F(x，y)，即不进行边缘增强处理，直接输出。实施例1增强了图像的细节和层次感，电路结构简单，运算速度快、功耗低，抗噪音干扰能力强，显著改善了图像质量。它可广泛应用于电视机、电脑、监控器等装置的各种显示器中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示器数字图像的Ｓｏｂｅｌ和Ｌａｐｌａｃｅ边缘增强电路，它至少包括输入ｒ［７∶０］或ｇ［７∶０］或ｂ［７∶０］之一、ｈｄｅ行信号、ｖｄｅ场信号、ｐｃｉｋ时钟信号的逻辑处理电路，与逻辑处理电路连接的先入先出行存储器０，与先入先出行存储器０连接的先入先出行存储器１，与先入先出行存储器１和阈值信号ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ连接的逻辑比较电路，与逻辑比较电路和ｆａｃｔｏｒ［７∶０］信号连接的边缘增强系数产生模块以及与边缘增强系数产生模块、逻辑处理电路和逻辑比较电路连接的边缘增强处理逻辑电路，其特征在于所说的先入先出行存储器０和先入先出行存储器１均为输入Ｒ、Ｇ、Ｂ信号的ｆｉｆｏ０　ｉｎ［７∶０］、输出Ｒ、Ｇ、Ｂ信号的ｆｉｆｏ０ｏｕｔ［７∶０］，以ｗｒ－ｅｎ和ｒｄ－ｅｎ信号控制其在时钟信号的上升沿写或读的随机存取存储器，ｒｄ－ｅｎ信号依次与加法器、Ｄ触发器连接处理后输入随机存取存储器，ｗｒ－ｅｎ信号依次与加法器、Ｄ触发器连接处理后输入随机存取存储器，随机存取存储器的输出端经Ｄ触发器输出ｆｉｆｏ０ｏｕｔ［７∶０］。

【技术特征摘要】
1.一种显示器数字图像的Sobel和Laplace边缘增强电路，它至少包括输入r[7:0]或g[7:0]或b[7:0]之一、hde行信号、vde场信号、pcik时钟信号的逻辑处理电路，与逻辑处理电路连接的先入先出行存储器0，与先入先出行存储器0连接的先入先出行存储器1，与先入先出行存储器1和阈值信号threshold连接的逻辑比较电路，与逻辑比较电路和factor[7:0]信号连接的边缘增强系数产生模块以及与边缘增强系数产生模块、逻辑处理电路和逻辑比较电路连接的边缘增强处理逻辑电路，其特征在于所说的先入先出行存储器0和先入先出行存储器1均为输入R、G、B信号的fifo0...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁勇，战嘉瑾，刘志恒，陈永强，何云鹏，缪建兵，
申请(专利权)人：海信集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：95[中国|青岛]