CN100401741C - 权重调整装置与权重调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种权重调整装置与权重调整方法，适用于调整影像缩放技术中的权重。首先将一影像的一第一像素值及影像的一第二像素值间的一差值取绝对值而得一绝对差值。接着，将绝对差值与数个门槛值比较，借以输出对应于绝对差值所在的一区间的一权重调整值。然后，依据权重调整值来调整一第一像素权重值及一第二像素权重值。最后，将第一像素值与一调整后第一像素权重值的积，加上第二像素值与一调整后第二像素权重值的积以输出一经加权像素值。本发明所述的权重调整装置与其方法，调整第一像素权重值及第二像素权重值，影像经缩放之后可避免画面中物体的边缘模糊，使得影像仍保持锐利，借以提升影像的品质。

Description

权重调整装置与权重调整方法

技术领域

本发明是关于一种权重调整方法，特别是用以调整影像缩放技术中的权重的方法及权重调整模块。

背景技术

随着信息及影音时代的来临，影像处理技术亦随之蓬勃发展。其中影像缩放技术是为一种被广泛应用的影像处理技术，其可依据使用者需求，将一个影像放大或是缩小以作为后续影像显示之用。以下将叙述现有技术将影像放大或缩小的方法。

一般来说，影像是由多条像素列组成，每条像素列包含多个像素，而每个像素(pixel)可用其像素值表示。以全彩模式来说，每个像素可由红、绿、蓝三元色来表示，因此每个像素的像素值可分别以6位来储存红、绿、蓝色数据。像素值的大小是对应于颜色的深浅，若像素值越大则代表颜色越黑，若越小则代表颜色越白。当现有技术欲将影像放大时，则将原始的像素列以内插(interpolation)的方式(如式1所示)来产生较多条的像素列，以达到影像放大的目的。然而欲将影像缩小时，则将原始的像素列以内插的方式来产生较少条的像素列，以达到影像缩小的目的。

Yi＝RA×Ai+RB×Bi    (式1)

在式1中，Yi为经处理后所产生像素列的第i个像素值，Ai与Bi分别为产生Yi所需的左右相邻的两像素列的第i个像素值，而产生Yi所在的像素列中的每个像素值均使用同样的权重RA与权重RB。其中产生Yi所需的两像素列、权重RA与权重RB是根据Yi所在的像素列数C与欲缩放比例S来决定。举例来说，先将Yi所在的像素列数C减去1，再乘上欲缩放比例S的倒数而得一乘积。若这乘积的纯整数部分为N，因此产生Yi所需的两像素列即为原始的第N+1像素列与第N+2像素列，而Ai与Bi分别为在原始的第N+1像素列与第N+2像素列的第i个像素值。RA即为这乘积的真分数部分SA/B，RB即为(1-SA/B)。

举例来说，当欲得到放大4/3倍后的影像的第四像素列中的第7个像素值，此时C为4且欲缩放比例S为4/3。首先将C减去1(即3)再乘上欲缩放比例S的倒数(即3/4)而得

。这乘积的纯整数部分N为2且真分数部分SA/B为1/4，因此RA为1/4，RB为3/4。然后将1/4与原始第三像素列中的第i个像素值的乘积，再加上3/4与原始第四像素列中的第i个像素值的乘积，而得到放大后第四像素列中的第i个像素值。依此类推下，可得到放大后第四像素列中的每个像素值。当原始影像包含15条像素列，依照前述方法来得到20条像素列，则原始影像就得以放大4/3了。此外，将影像缩小的方法，即是将欲缩放比例设为小于1的分数(如设为1/2即是将影像缩小2倍)，再依前述方法，就可以达到影像缩小的目的，在此不再赘述。

然而，由于影像中对比较大的相邻像素(例如某图形的边缘部分、或是画面中物体的边缘与背景之间)以现有技术处理时容易导致画面中物体的边缘模糊或是影像不够锐利，因而导致影像品质的降低。举例来说，当一个黑色物体在一个背景为白色的影像中时，则现有技术中使用的权重会使处理后的黑色物体仍然为黑色，只有物体的边缘在处理后变为灰色，将会使灰色的物体边缘在处理后的白色背景与处理后的黑色物体之间，看起来是模糊的。因此如何提供一种能够解决上述问题的权重调整模块及其方法，实属当前重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明提供一种能够依照影像特性而调整的权重调整装置与其方法。

本发明提供一种权重调整装置，用以调整影像缩放技术中的权重。权重调整装置包含一运算单元、一调整单元。运算单元首先将一影像的一第一像素及影像的一第二像素间的一差值取绝对值而得一绝对差值后，再将绝对差值与数个门槛值比较，借以输出对应于绝对差值所在的一区间的一权重调整值，其中绝对差值所在的区间是由这些门槛值所区隔出。最后，调整单元则可依据权重调整值来调整一第一像素权重值及一第二像素权重值；所述权重调整装置连接一权重产生装置，其中该权重产生装置是根据影像的欲缩放比例与一欲加权像素值所在的像素列，借以产生该第一像素权重值及该第二像素权重值。

本发明所述的权重调整装置，其是连接一加权装置，其中该加权装置是将该第一像素值与一调整后第一像素权重值的积，加上该第二像素值与一调整后第二像素权重值的积，借以输出一经加权像素值。

本发明所述的权重调整装置，其中该调整单元是依据该权重调整值设定一权重校正值，并将该第一像素权重值与该权重校正值相加作为该调整后第一像素权重值，将该第二像素权重值与该权重校正值相减作为该调整后第二像素权重值。

本发明所述的权重调整装置，其中该调整单元是比较该第一像素权重值与该第二像素权重值，以选择较小的作为一参考基准值，并依据该权重调整值来选择该权重校正值为该参考基准值、该参考基准值的一半或是零。

本发明还提供一种权重调整方法，用以调整影像缩放技术中的权重。权重调整方法首先将一影像的一第一像素及影像的一第二像素间的一差值取绝对值而得一绝对差值。接着，将绝对差值与数个门槛值比较，借以输出对应于绝对差值所在的区间的一权重调整值，其中绝对差值所在的区间是由这些门槛值所区隔出。最后，依据权重调整值调整一第一像素权重值及一第二像素权重值；其中依据该权重调整值调整该第一像素权重值及该第二像素权重值的步骤，是根据影像的欲缩放比例与欲加权像素值所在的像素列，借以产生该第一像素权重值及该第二像素权重值。

本发明所述的权重调整方法，更包含：将该第一像素值与一调整后第一像素权重值的积，加上该第二像素值与一调整后第二像素权重值的积，借以输出一经加权像素值。

本发明所述的权重调整方法，其中依据该权重调整值调整该第一像素权重值及该第二像素权重值的步骤包含：依据该权重调整值设定一权重校正值；将该第一像素权重值与该权重校正值相加作为该调整后第一像素权重值；以及将该第二像素权重值与该权重校正值相减作为该调整后第二像素权重值。

本发明所述的权重调整方法，其中包含：比较该第一像素权重值与该第二像素权重值，以选择较小的作为一参考基准值；以及依据该权重调整值设定该权重校正值为该参考基准值、该参考基准值的一半或是零。

承上所述，本发明所述的权重调整装置与权重调整方法，依据第一像素与第二像素的差值，来调整第一像素权重值及第二像素权重值，使得经加权后的像素值能够因应影像特性而适当地调整，因此影像经缩放之后可避免画面中物体的边缘模糊，使得影像仍保持锐利，借以提升影像的品质。

附图说明

图1为依本发明实施例的一影像缩放装置的一区块图；

图2为依本发明实施例的一权重调整模块的另一区块图；

图3为依本发明实施例的一权重调整方法的一流程图。

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明实施例的权重调整模块及其方法。

请参照图1所示，其为本发明实施例的一影像缩放装置2，其用以缩放由数个像素所组成的一影像。影像缩放装置2包含一权重产生模块21、一权重调整模块22以及一加权模块23，其中权重产生模块21、权重调整模块22以及加权模块23可利用数字逻辑电路来实现，权重调整模块22是分别连接权重产生模块21与加权模块23。权重产生模块21首先根据欲产生的像素其所在的像素列数C与欲缩放比例S来产生第一权重值RA与第二权重值RB。接着，权重调整模块22依据第一像素值A及第二像素值B间的差值，借以分别调整第一权重值RA与第二权重值RB来产生一调整后第一权重值WA与一调整后第二权重值WB，其中第一像素值A与第二像素值B分别为左右相邻的第一像素与第二像素的像素值。最后，加权模块23将第一像素值A与一调整后第一像素权重值WA的积，加上第二像素值B与一调整后第二像素权重值WB的积，借以输出一经加权像素值Y至一显示模块1来显示。

为了详细说明本发明，请参考图2所示。权重调整模块22包括运算单元220以及调整单元221。运算单元220用以计算第一像素值A及第二像素值B间的一差值，其中差值可为亮度差或是彩度差。接着，将差值取绝对值而得一绝对差值DIF后，再比较绝对差值DIF与数个门槛值的大小。最后可得知绝对差值所在的区间，用以判断第一像素值A及第二像素值B间的亮度或彩度差异的大小。因此运算单元220依据比较出的结果来输出对应于绝对差值所在的区间的一权重调整值ADJ，其中绝对差值所在的区间是由这些门槛值所区隔出。

举例来说，这些门槛值可包含一第一门槛值THR1及一第二门槛值THR2，甚至是更多个门槛值，其中第一门槛值THR1大于第二门槛值THR2。如式2所示，当运算单元220比较出绝对差值DIF大于第一门槛值THR1，则设定权重调整值ADJ为一第一值D1。或是比较出绝对差值DIF介于第一门槛值THR1及第二门槛值THR2之间，则设定权重调整值ADJ为一第二值D2。或是比较出绝对差值DIF小于第二门槛值THR2，则设定权重调整值ADJ为0。

If DIF＞THR1

ADJ＝D1

Else if THR1＞DIF＞THR2

ADJ＝D2

Else if THR2＞DIF

ADJ＝0(式2)

接着，调整单元221则接收权重调整值ADJ来设定一权重校正值D，借以调整第一权重值RA与第二权重值RB。调整单元221进行以下的处理以设定权重校正值D。首先，调整单元221比较第一权重值RA与第二权重值RB，以选择较小的作为一参考基准值Wm。接着，调整单元221依据权重调整值ADJ设定权重校正值D。当权重调整值ADJ为第一值D1、第二值D2或0时，则调整单元221设定权重校正值D分别为参考基准值Wm、参考基准值Wm的一半、或是零，如式3所示：

If ADJ＝D1

D＝Wm

Else if ADJ＝D2

D＝Wm/2

Else if ADJ＝0

D＝0(式3)

然后，调整单元221将第一权重值RA与权重校正值D相加作为调整后第一像素权重值WA，并将第二权重值RB与权重校正值D相减作为一调整后第二像素权重值WB，如式4与式5所示：

WA＝RA+D          (式4)

WB＝RB-D          (式5)

因此，权重校正值依据权重调整值ADJ而被设定。当第一像素值A及第二像素值B的差值较大时，权重校正值D被设定与参考基准值Wm相同，或是参考基准值Wm的一半，因而使调整后第一像素权重值WA与调整后第二像素权重值WB在产生经加权像素值Y的加权程度亦分别有所增减。最后，当调整第一像素权重值RA与调整第二像素权重值RB后，则调整单元221输出调整后第一像素权重值WA与调整后第二像素权重值WB到加权模块23，而加权模块23则以式6的方法来产生经加权像素值Y。

Y＝WA×A+WB×B    (式6)

对于一般的影像，若第一像素与第二像素为画面中物体的边缘的两侧像素，则此二像素的颜色变化或是对比通常较大。如果此二像素的对比程度大于第二门槛值，甚至大于第一门槛值，经由前述的处理后，第一像素权重值WA或是第二像素权重值WB将被加成，使得经加权像素的像素亮度或是彩度更接近第一像素或是第二像素的亮度或彩度，因而可避免现有技术所导致的模糊或不够锐利的现象。若第一像素与第二像素为画面中同一物体上，则此二像素的颜色变化或是对比通常较少。如果对比程度小于第二门槛值，经由前述的处理后，则第一像素权重值WA或是第二像素权重值WB将不会被加成。由于第一像素或是第二像素的颜色本来就很接近，所以经加权后的像素的亮度或是彩度亦接近于第一像素值或是第二像素值，因此处理后的影像看起来也是非常自然的。

请参照图3所示，其为依本发明实施例的一权重调整方法的流程图，其包含步骤S1至步骤S3，用以调整影像缩放技术中的权重。在步骤S1中，将一影像的一第一像素值及影像的一第二像素值间的一差值取绝对值而得一绝对差值，其中一第一像素与一第二像素是为左右相邻的两像素。接着在步骤S2中，将绝对差值与数个门槛值比较，借以输出对应于绝对差值所在的一区间的一权重调整值，其中这对应的区间是由这些门槛值所区隔出。然后在步骤S3中，依据权重调整值调整一第一像素权重值及一第二像素权重值，其中是根据影像的欲缩放比例与一经加权像素值所在的像素列，借以产生第一像素权重值及第二像素权重值。最后，将第一像素值与一调整后第一像素权重值的积，加上第二像素值与一调整后第二像素权重值的积以输出经加权像素值。

在本发明的一实施例中，可将第一像素权重值与一权重校正值相加作为调整后第一像素权重值，以及将第二像素权重值与权重校正值相减作为调整后第二像素权重值，而权重校正值是依据权重调整值来设定为一参考基准值、参考基准值的一半或是零，其中参考基准值是由比较第一像素权重值与第二像素权重值，以选择较小的所产生的。

综上所述，依本发明的权重调整模块与其方法依据第一像素值与第二像素值间的差值来调整第一像素权重值及第二像素权重值，因而能够因应像素间亮度或彩度的差异程度来调整像素权重值，使得经加权后的像素值能够因应影像特性而适当地调整。因此影像经缩放之后可避免画面中物体的边缘模糊，使得物体的边缘仍保持锐利，借以提升影像的品质。

以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。

附图中符号的简单说明如下：

1：显示模块

2：影像缩放装置

21：权重产生模块

22：权重调整模块

220：运算单元

221：调整单元

23：加权模块

Claims (8)

1.一种权重调整装置，其是调整影像缩放技术中的权重，其特征在于，所述权重调整装置包含：

一运算单元，是将一影像的一第一像素值及该影像的一第二像素值间的一差值取绝对值而得一绝对差值后，再将该绝对差值与多个门槛值比较，借以输出对应于该绝对差值所在的一区间的一权重调整值，其中该区间是由该些门槛值所区隔出；以及

一调整单元，是依据该权重调整值调整一第一像素权重值及一第二像素权重值；

所述权重调整装置连接一权重产生装置，其中该权重产生装置是根据影像的欲缩放比例与一欲加权像素值所在的像素列，借以产生该第一像素权重值及该第二像素权重值。

2.根据权利要求1所述的权重调整装置，其特征在于，其是连接一加权装置，其中该加权装置是将该第一像素值与一调整后第一像素权重值的积，加上该第二像素值与一调整后第二像素权重值的积，借以输出一经加权像素值。

3.根据权利要求1所述的权重调整装置，其特征在于，该调整单元是依据该权重调整值设定一权重校正值，并将该第一像素权重值与该权重校正值相加作为该调整后第一像素权重值，将该第二像素权重值与该权重校正值相减作为该调整后第二像素权重值。

4.根据权利要求3所述的权重调整装置，其特征在于，该调整单元是比较该第一像素权重值与该第二像素权重值，以选择较小的作为一参考基准值，并依据该权重调整值来选择该权重校正值为该参考基准值、该参考基准值的一半或是零。

5.一种权重调整方法，其是调整影像缩放技术中的权重，其特征在于，所述权重调整方法包含：

将一影像的一第一像素值及该影像的一第二像素值间的一差值取绝对值而得一绝对差值；将该绝对差值与多个门槛值比较，借以输出对应于该绝对差值所在的一区间的一权重调整值，其中该区间是由该些门槛值所区隔出；以及

依据该权重调整值调整一第一像素权重值及一第二像素权重值；

其中依据该权重调整值调整该第一像素权重值及该第二像素权重值的步骤，是根据影像的欲缩放比例与欲加权像素值所在的像素列，借以产生该第一像素权重值及该第二像素权重值。

6.根据权利要求5所述的权重调整方法，其特征在于，更包含：将该第一像素值与一调整后第一像素权重值的积，加上该第二像素值与一调整后第二像素权重值的积，借以输出一经加权像素值。

7.根据权利要求5所述的权重调整方法，其特征在于，依据该权重调整值调整该第一像素权重值及该第二像素权重值的步骤包含：

依据该权重调整值设定一权重校正值；

将该第一像素权重值与该权重校正值相加作为该调整后第一像素权重值；以及

将该第二像素权重值与该权重校正值相减作为该调整后第二像素权重值。

8.根据权利要求7所述的权重调整方法，其特征在于，包含：

比较该第一像素权重值与该第二像素权重值，以选择较小的作为一参考基准值；以及依据该权重调整值设定该权重校正值为该参考基准值、该参考基准值的一半或是零。

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