CN100471231C - 一种视频信号图像增强方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频信号图像增强方法，包括以下步骤：在水平方向上对输入图像进行滤波处理；根据图像的缩放参数确定锐化系数；对所述经过滤波处理后的图像在水平方向上进行锐化处理，并将处理后的图像输出。相应地，本发明还公开了一种视频信号图像增强设备。实施本发明，可实现在不影响图像质量的情况下，对输入图像进行任意比例的缩放。

Description

一种视频信号图像增强方法及其设备

技术领域

本发明涉及视频信号处理技术，尤其涉及一种视频信号图像增强方法及其设备。

背景技术

视频信号处理所要处理的信息是十分庞大的视频图像数据，对于处理的速度和精度都有相当高的要求。目前的处理技术在将实际景物转换为图像信号时总会引入各种噪声和畸变失真，因此需要对图像进行各种预处理。图像增强作为一种重要的图像处理技术可以有效的使图像更适合于人眼的感觉效果和后续的分析处理。

图像平滑滤波技术是数字信号处理领域最普遍的图像增强技术之一。在现有技术中，图像增强一般采用的是矩阵滤波方式，其目的是消除困图像采样系统的量化因素所产生的噪声，从而改善视频图像的质量，当输出图像与输入图像的大小不一致，及图像工作在缩放状态时，通常是将原图像尺寸转换为滤波器内预设的若干个图像显示尺寸之一输出。

发明人在实施现有技术的过程中，发现以下问题：

经过滤波后，会使图像本身的细节变得模糊不清，并且只能对图像进行特定尺寸的缩放。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种视频图像处理方法及其设备，可在对视频图像进行无极缩放的情况下，保证视频的图像质量。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种视频信号图像增强方法，包括以下步骤：

根据图像的缩放参数对输入图像在水平方向上进行滤波处理，获得缩放滤波后的图像；

根据所述输入图像的缩放参数确定锐化系数；

按照所述锐化系数对所述缩放滤波后的图像在水平方向上进行锐化处理，得到处理后的图像。

相应地，本发明还提供了一种视频信号图像增强设备，包括：

水平滤波单元，用于根据图像的缩放参数对输入图像在水平方向上进行滤波处理，获得缩放滤波后的图像；

锐化系数确定单元，用于根据图像的缩放参数确定锐化系数；

水平锐化单元，用于按照所述锐化系数确定单元确定的锐化系数对经过水平滤波单元缩放滤波后的图像在水平方向上进行锐化处理，得到处理后的图像。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下有益效果：

本发明的实施例通过在水平方向上对输入图像进行滤波，并根据图像的缩放参数调节锐化系数，从而对图像执行水平锐化，可实现在不影响图像质量的情况下，对输入图像进行任意比例的缩放。

附图说明

图1是本发明提供的视频信号图像增强方法第一实施例的方法流程图；

图2是本发明提供的视频信号图像增强方法第二实施例的方法流程图；

图3是本发明提供的视频信号图像增强方法第二实施例中经过插值处理后的新像素的坐标位置示意图；

图4是本发明提供的视频信号图像增强方法第二实施例中视频图像放大后像素的位置示意图；

图5是本发明第二实施例中视频图像缩小后像素的位置示意图，

图6是本发明提供的视频信号图像增强设备的一个实施例的组成结构图；

图7是图6所示本发明提供的视频信号图像增强设备的实施例的具体组成结构图。

具体实施方式

参考图1，该图是本发明提供的视频信号图像增强方法第一实施例的流程图。如图所示，该方法具体包括以下步骤：

在步骤S1中，在水平方向上对输入图像进行滤波处理，以去除高频噪声干扰，保证视频信号的图像质量，具体实现时，本发明的实施例可以采用拉格朗日四阶滤波处理。

在步骤S2中，根据输入图像的缩放参数确定锐化系数，本实施例中可以采用改进的锐化系数计算公式，其改进点在于锐化系数是可配的，其公式如下：

C₀+C₁+C₂＝1；

C₀＝C₂；

C₁＝1-2C₀；

y_n＝C₀x_n-1+C₁x_n+C₂x_n+1；

其中xn-1，xn，xn+1为水平方向上连续的三个像素点的亮度值，由上面的式子可得：

y_n＝x_n+C₀(x_n-1-2x_n+x_n+1)；

当视频图像工作在放大模式时，锐化系数C₀的取值区间长度为2的N次方，其中N为带宽位数，如把240×288的图放大为720×288时，以6位带宽为例，此时C₀的取值范围为(-64，0)，可以有效的减少高频部分的损失，使图像的边缘以及图像的细节变得清晰。参考图4，该图为视频图像放大后像素的位置示意图，由于进行的是图像放大操作，所以新生成的0，1，2三点需要的四个原始像素点是相同的，经过四阶滤波后，整幅图像的高频分量衰减很厉害，所以此时C₀的取值为负数，可以有效的减少高频衰减，使图像的边缘更加鲜明。

当视频图像工作在缩小模式时，式中C₀可取正数，其取值区间长度为2的N次方；也可以取非正数，其取值区间长度同样为2的N次方，其中N为带宽位数，如把720×288的图缩小为240×288时，同样以6为带宽为例，此时C₀的取值范围可为(-0，64)，也可为(-64，0)，当C₀为正数时，可以使图像变得更加平滑，更适合于人眼的感觉效果。同样当C₀为负数时，可以有效的减少高频部分的损失，使图像的边缘以及图像的细节变得清晰。当图像的缩小比例很大，使得新的像素跳跃很厉害，参考图5，该图为视频图像缩小后像素的位置示意图，如第一个像素f(x₀)由0、1、2、3产生，第二个像素f(x₁)由5，6，7，8产生，这样新的像素之间需要进行去噪处理，此时C₀的取值为正数可以有效的去除图像中的高频噪音，起到滤波的效果，使图像效果更佳。当图像的缩小比例不是很明显时，C₀的取值为负数，同样可以有效的减少高频衰减，使图像的边缘更加鲜明。

由于采用了改进的锐化系数计算公式，其锐化系数可根据缩放参数进行调整，保证了视频图像在任意缩放比例下都有适当的锐化系数与之匹配，使视频图像可在任意缩放比例下正常输出。

在步骤S3中，按照所述锐化系数对经过滤波处理后的图像在水平方向上进行锐化处理，确定最终输出图像，消除图像因滤波带来的模糊效应，并将处理后的图像输出。具体实现时，可采用拉普拉斯三阶锐化处理。

参考图2，该图是本发明提供的视频信号图像增强方法第二实施例的流程图。如图所示，该方法具体包括以下步骤：

在步骤S101中，接收输入图像并读取所述输入图像的像素，数字图像是具有不同亮度和色度的点的集合，这些点称之为像素，每个像素都由一个亮度和两个色度值表征。

在步骤S102中，在每个像素中插入新的色度值，将4：2：0格式的图像变成4：4：4格式的图像。

在步骤S103中，根据缩放参数，确定新的像素点的位置，并选取新像素左右各两个原始像素点，作为四阶滤波的原始数据。在拉格朗日四阶滤波处理中，以步长为2.4为例，如图像进行缩小处理，第一个像素为0，第二个像素为2.4，第三个像素为4.8，可得第一个像素直接由原始的像素0得到，第二个像素落在像素1、2、3、4之间，第三个像素落在3、4、5、6像素之间。

在步骤S104中，对所述插入色度值后的图像执行拉格朗日四阶水平滤波，计算得到图像的目标像素值，拉格朗日四阶水平滤波的原理如下：

参考图3，该图为经过插值处理后的目标像素的坐标位置示意图，图中f(x)表示像素的数值，x表示像素的位置坐标，a表示所求像素在原图中的位置，假定原始四个像素的位置坐标为x₀，x₁，x₂，x₃，并且每个点之间的距离为1，四个像素对应的数值为f(x₀)，f(x₁)，f(x₂)，f(x₃)。由以上条件得到新的点x的数值f(x)可由以下公式得到：

$f\left(x\right)=\frac{(x-x1)(x-x2)(x-x3)}{(x0-x1)(x0-x2)(x0-x3)}f\left(x0\right)$

$+\frac{(x-x0)(x-x2)(x-x3)}{(x1-x0)(x1-x2)(x1-x3)}f\left(x1\right)$

$+\frac{(x-x0)(x-x1)(x-x3)}{(x2-x0)(x2-x1)(x2-x3)}f\left(x2\right)$

$+\frac{(x-x0)(x-x1)(x-x2)}{(x3-x0)(x3-x1)(x3-x2)}f\left(x3\right);$

把位置信息代入公式，化简后可得：

$f\left(x\right)=\frac{1}{6}{a}^3[-f\left(x0\right)+3f\left(x1\right)-3f\left(x2\right)+f\left(x3\right)]$

$+\frac{1}{2}{a}^2[f\left(x0\right)-2f\left(x1\right)+f\left(x2\right)]$

$+\frac{1}{6}a[-2f\left(x0\right)-3f\left(x1\right)+6f\left(x2\right)-f\left(x3\right)]$

$+f\left(x1\right);$

在RTL代码设计的过程中，使用乘法器的个数会直接影响电路面积的大小，所以为了进一步减少乘法器的个数，对公式进行进一步化简，可得：

设：A0＝[-f(x₀)+3f(x₁)-3f(x₂)+f(x₃)]；

A1＝[f(x₀)-2f(x₁)+f(x₂)]；

A2＝[-2f(x₀)-3f(x₁)+6f(x₂)-f(x₃)]；

$f\left(x\right)=\frac{1}{6}a[a(\mathrm{aA}0+3*A1)+A2]+f\left(x_1\right);$

在步骤S105中，根据视频图像的缩放参数调节锐化系数，本实施例中采用改进的拉普拉斯锐化处理方法，改进点在于锐化系数是可配的，其公式如下：

C₀+C₁+C₂＝1；

C₀＝C₂；

C₁＝1-2C₀；

y_n＝C₀x_n-1+C₁x_n+C₂x_n+1；

其中x_n-1，x_n，x_n+1为水平方向上连续的三个像素点的亮度值，由上面的式子可得：

y_n＝x_n+C₀(x_n-1-2x_n+x_n+1)；

当视频图像工作在放大模式时，式中，锐化系数C₀的取值区间长度为2的N次方，其中N为带宽位数，如把240×288的图放大为720×288时，以6位带宽为例，此时C₀的取值范围为(-64，0)，可以有效的减少高频部分的损失，使图像的边缘以及图像的细节变得清晰。参考图4，该图为视频图像放大后像素的位置示意图，由于进行的是图像放大操作，所以新生成的0，1，2三点需要的四个原始像素点是相同的，经过四阶滤波后，整幅图像的高频分量衰减很厉害，所以此时C₀的取值为负数，可以有效的减少高频衰减，使图像的边缘更加鲜明。

当视频图像工作在缩小模式时，式中C₀可取正数，其取值区间长度为2的N次方；也可以取非正数，其取值区间长度同样为2的N次方，其中N为带宽位数，如把720×288的图缩小为240×288时，同样以6为带宽为例，此时C₀的取值范围可为(-0，64)，也可为(-64，0)，当C₀为正数时，可以使图像变得更加平滑，更适合于人眼的感觉效果。同样当C₀为负数时，可以有效的减少高频部分的损失，使图像的边缘以及图像的细节变得清晰。当图像的缩小比例很大，使得新的像素跳跃很厉害，参考图5，该图为视频图像缩小后像素的位置示意图，如第一个像素f(x₀)由0、1、2、3产生，第二个像素f(x₁)由5，6，7，8产生，这样新的像素之间需要进行去噪处理，此时C₀的取值为正数可以有效的去除图像中的高频噪音，起到滤波的效果，使图像效果更佳。当图像的缩小比例不是很明显时，C₀的取值为负数，同样可以有效的减少高频衰减，使图像的边缘更加鲜明。

由于采用了改进的锐化系数计算公式，其锐化系数可根据缩放参数进行调整，保证了视频图像在任意缩放比例下都有适当的锐化系数与之匹配，使视频图像可在任意缩放比例下正常输出。

在步骤S106中，按照所述锐化系数在水平方向上对所述图像进行拉普拉斯三阶锐化处理，计算最终输出图像的像素值，并将处理后的图像输出。

下面详细说明本发明提供的视频信号图像增强设备的一个实施例的组成结构图。参考图6，该图是本发明提供的视频信号图像增强设备的一个实施例的组成结构图，本实施例中，所述视频图像增强设备包括：

水平滤波单元1，其主要功能是对输入图像在水平方向上进行滤波，去除高频噪声干扰；

锐化系数确定单元2，用于根据所述输入图像的缩放参数确定锐化系数，其锐化系数计算公式可采用本发明提供的视频信号图像增强方法的实施例中所述的锐化系数计算公式；

水平锐化单元3，其主要功能是按照锐化系数2确定单元确定的锐化系数对经水平滤波单元1滤波后的图像在水平方向上进行锐化处理，计算最终输出图像的像素值，并将处理后的图像输出。其计算公式可采用本发明提供的视频信号图像增强方法的实施例中所述的拉普拉斯三阶水平锐化公式。锐化处理的作用是消除图像因滤波带来的模糊效应。

参考图7，该图是本实施例视频信号图像增强设备的具体组成结构图，如图所示，具体实现时，所述滤波单元1可具体包括：

像素读取单元11，用于接收输入图像并读取所述图像的像素值；

插值单元12，用于在所述图像的像素之间插入新的色度值；

第一像素计算单元13，用于对所述像素进行拉格朗日四阶水平滤波处理，计算得到图像的目标像素值，其计算公式可采用本发明提供的视频信号图像增强方法的实施例中所述的拉格朗日四阶水平滤波公式。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：

在步骤S101中，接收输入图像并读取所述输入图像的像素，数字图像是具有不同亮度和色度的点的集合，这些点称之为像素，每个像素都由一个亮度和两个色度值表征。

在步骤S102中，在每个像素中插入新的色度值，将4：2：0格式的图像变成4：4：4格式的图像。

在步骤S103中，根据缩放参数，确定新的像素点的位置，并选取新像素左右各两个原始像素点，作为四阶滤波的原始数据。在拉格朗日四阶滤波处理中，以步长为2.4为例，如图像进行缩小处理，第一个像素为0，第二个像素为2.4，第三个像素为4.8，可得第一个像素直接由原始的像素0得到，第二个像素落在像素2和3之间，需要像素1、2、3、4来进行拉格朗日四阶水平滤波，第三个像素落在像素4和5之间，需要像素3、4、5、6来进行拉格朗日四阶水平滤波。

在步骤S104中，对所述插入色度值后的图像执行拉格朗日四阶水平滤波，计算得到图像的目标像素值，拉格朗日四阶水平滤波的原理如下：

参考图3，该图为经过插值处理后的目标像素的坐标位置示意图，图中f(x)表示像素的数值，x表示像素的位置坐标，a表示所求像素在原图中的位置，假定原始四个像素的位置坐标为x₀，x₁，x₂，x₃，并且每个点之间的距离为1，四个像素对应的数值为f(x₀)，f(x₁)，f(x₂)，f(x₃)。由以上条件得到新的点x的数值f(x)可由以下公式得到：

$f\left(x\right)=\frac{(x-x1)(x-x2)(x-x3)}{(x0-x1)(x0-x2)(x0-x3)}f\left(x0\right)$

$+\frac{(x-x0)(x-x2)(x-x3)}{(x1-x0)(x1-x2)(x1-x3)}f\left(x1\right)$

$+\frac{(x-x0)(x-x1)(x-x3)}{(x2-x0)(x2-x1)(x2-x3)}f\left(x2\right)$

$+\frac{(x-x0)(x-x1)(x-x2)}{(x3-x0)(x3-x1)(x3-x2)}f\left(x3\right);$

把位置信息代入公式，化简后可得：

$f\left(x\right)=\frac{1}{6}{a}^3[-f\left(x0\right)+3f\left(x1\right)-3f\left(x2\right)+f\left(x3\right)]$

$+\frac{1}{2}{a}^2[f\left(x0\right)-2f\left(x1\right)+f\left(x2\right)]$

$+\frac{1}{6}a[-2f\left(x0\right)-3f\left(x1\right)+6f\left(x2\right)-f\left(x3\right)]$

$+f\left(x1\right);$

在RTL代码设计的过程中，使用乘法器的个数会直接影响电路面积的大小，所以为了进一步减少乘法器的个数，对公式进行进一步化简，可得：

设：A0＝[-f(x₀)+3f(x₁)-3f(x₂)+f(x₃)]；

A1＝[f(x₀)-2f(x₁)+f(x₂)]；

A2＝[-2f(x₀)-3f(x₁)+6f(x₂)-f(x₃)]；

$f\left(x\right)=\frac{1}{6}a[a(\mathrm{aA}0+3*A1)+A2]+f\left(x_1\right);$

在步骤S105中，根据视频图像的缩放参数调节锐化系数，本实施例中采用改进的拉普拉斯锐化处理方法，改进点在于锐化系数是可配的，其公式如下：

C₀+C₁+C₂＝1；

C₀＝C₂；

C₁＝1-2C₀；

y_n＝C₀x_n-1+C₁x_n+C₂x_n+1；

其中x_n-1，x_n，x_n+1为水平方向上连续的三个像素点的亮度值，由上面的式子可得：

y_n＝x_n+C₀(x_n-1-2x_n+x_n+1)；

当视频图像工作在放大模式时，式中C₀的取值区间长度为2的N次方，其中N为带宽位数，如把240×288的图放大为720×288时，以6位带宽为例，此时C₀的取值范围为(-64，0)，可以有效的减少高频部分的损失，使图像的边缘以及图像的细节变得清晰。参考图4，该图为视频图像放大后像素的位置示意图，由于进行的是图像放大操作，所以新生成的0，1，2三点需要的四个原始像素点是相同的，经过四阶滤波后，整幅图像的高频分量衰减很厉害，所以此时C₀的取值为负数，可以有效的减少高频衰减，使图像的边缘更加鲜明。

当视频图像工作在缩小模式时，式中C₀可取正数，其取值区间长度为2的N次方；也可以取非正数，其取值区间长度同样为2的N次方，其中N为带宽位数，如把720×288的图缩小为240×288时，同样以6为带宽为例，此时C₀的取值范围可为(-0，64)，也可为(-64，0)，当C₀为正数时，可以使图像变得更加平滑，更适合于人眼的感觉效果。同样当C₀为负数时，可以有效的减少高频部分的损失，使图像的边缘以及图像的细节变得清晰。当图像的缩小比例很大，使得新的像素跳跃很厉害，参考图5，该图为视频图像缩小后像素的位置示意图，如第一个像素f(x₀)由0、1、2、3产生，第二个像素f(x₁)由5，6，7，8产生，这样新的像素之间需要进行去噪处理，此时C₀的取值为正数可以有效的去除图像中的高频噪音，起到滤波的效果，使图像效果更佳。当图像的缩小比例不是很明显时，C₀的取值为负数，同样可以有效的减少高频衰减，使图像的边缘更加鲜明。

在步骤S106中，按照所述锐化系数在水平方向上对所述图像进行拉普拉斯三阶锐化处理，计算最终输出图像的像素值，并将处理后的图像输出。

本实施例中的存储介质可以是磁碟、光盘，也可以是存储卡，ROM/RAM等，其种类繁多，不再一一赘述。

本发明的实施例的核心在于对输入图像进行水平滤波，以消除高频噪声；并根据图像的缩放参数调节锐化系数，从而对图像进行水平锐化，消除因滤波导致的图像边界、轮廓模糊，由于锐化系数是可根据缩放参数调节的，因而实现了在任意缩放比例下，均能确定合适的锐化系数，保证图像的质量。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1、一种视频信号图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据图像的缩放参数对输入图像在水平方向上进行滤波处理，获得缩放滤波后的图像；

根据所述输入图像的缩放参数确定锐化系数；

按照所述锐化系数对所述缩放滤波后的图像在水平方向上进行锐化处理，得到处理后的图像。

2、如权利要求1所述的视频信号图像增强方法，其特征在于，所述根据图像的缩放参数对输入图像在水平方向上进行滤波处理，获得缩放滤波后的图像包括：

根据图像的缩放参数确定缩放后的图像的像素与缩放前的图像的像素的位置关系；

根据所述位置关系选取进行滤波处理的像素；

根据选取的所述像素对所述图像在水平方向上进行滤波处理，获得缩放滤波后的图像。

3、如权利要求2所述的视频信号图像增强方法，其特征在于，所述根据选取的所述像素对所述图像在水平方向上进行滤波处理，获得缩放滤波后的图像包括：

根据选取的所述像素对所述图像在水平方向上进行拉格朗日四阶水平滤波处理，获得滤波后的图像。

4、如权利要求3所述的视频信号图像增强方法，其特征在于，所述根据选取的所述像素对所述图像在水平方向上进行拉格朗日四阶水平滤波，获得滤波后的图像包括：

根据下列公式进行所述拉格朗日滤波：

设：A0＝[-f(x₀)+3f(x₁)-3f(x₂)+f(x₃)]；

A1＝[f(x₀)-2f(x₁)+f(x₂)]；

A2＝[-2f(x₀)-3f(x₁)+6f(x₂)-f(x₃)]；

$f\left(x\right)=\frac{1}{6}a[a(\mathrm{aA}0+3*A1)+A2]+f\left(x_1\right);$

其中，f(x)表示滤波后的图像的像素数值，x表示滤波后的图像的像素在缩放前的图像中的位置坐标，x₀，x₁，x₂，x₃分别表示缩放前的图像中的四个像素的位置坐标位置，并且前后两个相邻点之间的距离为1个单位，四个像素对应的数值分别为f(x₀)，f(x₁)，f(x₂)，f(x₃)，a表示x与x₁的值的差。

5、如权利要求4所述的视频信号图像增强方法，其特征在于，在所述根据图像的缩放参数对输入图像在水平方向上进行滤波处理之前还包括：

获得所述输入图像的像素值；

根据插值策略对每个像素值进行插值，获得插值后所述每个像素的像素值；

其中，所述插值策略是对将具有原始亮度与色度比值的像素值插值变成新的亮度与色度比值的像素值。

6、如权利要求1所述的视频信号图像增强方法，其特征在于，根据所述输入图像的缩放参数确定锐化系数具体包括：

若图像工作在放大模式，则所述锐化系数取负数；

若图像工作在缩小模式，则所述锐化系数取非负数或负数。

7、如权利要求6所述的视频信号图像增强方法，其特征在于，根据所述输入图像的缩放参数确定锐化系数具体包括：

图像工作在放大模式时，所述锐化系数取值范围为区间长度为2的N次方的开区间，所述N为带宽位数；

图像工作在缩小模式时，所述锐化系数取值范围为区间长度为2的N次方的开区间，所述N为带宽位数。

8、如权利要求6或7所述的视频信号图像增强方法，其特征在于，所述按照所述锐化系数对所述缩放滤波后的图像在水平方向上进行锐化处理，得到处理后的图像包括：

对所述缩放滤波后的图像的所有像素值都根据下式获得锐化后的像素的色度值，得到处理后的图像：

C₀+C₁+C₂＝1；

C₀＝C₂；

C₁＝1-2C₀；

y_n＝C₀x_n-1+C₁x_n+C₂x_n+1；

其中，x_n-1，x_n，x_n+1为水平方向上连续的三个像素点的亮度值，C₀为锐化系数，并且C₀为有符号数，C₁和C₂为根据公式C₀+C₁+C₂＝1、C₀＝C₂以及C₁＝1-2C₀和C₀确定的系数，y_n为进行锐化后的像素点的亮度值。

9、如权利要求8所述的视频信号图像增强方法，其特征在于，所述水平锐化为拉普拉斯三阶锐化。

10、一种视频信号图像增强设备，其特征在于，包括：

水平滤波单元，用于根据图像的缩放参数对输入图像在水平方向上进行滤波处理，获得缩放滤波后的图像；

锐化系数确定单元，用于根据所述输入图像的缩放参数确定锐化系数；

水平锐化单元，用于按照所述锐化系数确定单元确定的锐化系数对经水平滤波单元缩放滤波后的图像在水平方向上进行锐化处理，得到处理后的图像。

11、如权利要求10所述的视频信号图像增强设备，其特征在于，所述水平滤波单元包括：

像素选取单元，用于根据图像的缩放参数确定缩放后的图像的像素与缩放前的图像的像素的位置关系，并根据所述位置关系选取进行滤波处理的像素；

第一像素计算单元，用于根据选取的所述像素对所述图像在水平方向上进行滤波处理，获得缩放滤波后的图像。

12、如权利要求11所述的视频信号图像增强设备，其特征在于，

所述第一像素计算单元用于根据选取的所述像素对所述图像在水平方向上进行拉格朗日四阶水平滤波处理，获得滤波后的图像；

其中根据下列公式进行所述拉格朗日滤波：

设：A0＝[-f(x₀)+3f(x₁)-3f(x₂)+f(x₃)]；

A1＝[f(x₀)-2f(x₁)+f(x₂)]；

A2＝[-2f(x₀)-3f(x₁)+6f(x₂)-f(x₃)]；

$f\left(x\right)=\frac{1}{6}a[a(\mathrm{aA}0+3*A1)+A2]+f\left(x_1\right);$

其中，f(x)表示滤波后的图像的像素数值，x表示滤波后的图像的像素在缩放前的图像中的位置坐标，x₀，x₁，x₂，x₃分别表示缩放前的图像中的四个像素的位置坐标位置，并且前后两个相邻点之间的距离为1个单位，四个像素对应的数值分别为f(x₀)，f(x₁)，f(x₂)，f(x₃)，a表示x与x₁的值的差。

13、如权利要求10所述的视频信号图像增强设备，其特征在于：

若图像工作在放大模式，所述锐化系数确定单元确定的锐化系数为负数；

若图像工作在缩小模式，所述锐化系数确定单元确定的锐化系数为非负数或负数。

14、如权利要求13所述的视频信号图像增强设备，其特征在于，所述锐化系数确定单元确定的锐化系数取值范围为：

图像工作在放大模式时，所述锐化系数取值范围为区间长度为2的N次方的开区间，所述N为带宽位数；

图像工作在缩小模式时，所述锐化系数取值范围为区间长度为2的N次方的开区间，所述N为带宽位数。

15、如权利要求13或14所述的视频信号图像增强设备，其特征在于，所述水平锐化单元是根据下列公式根据锐化系数进行对经水平滤波单元缩放滤波后的图像在水平方向上进行锐化处理的：

C₀+C₁+C₂＝1；

C₀＝C₂；

C₁＝1-2C₀；

y_n＝C₀x_n-1+C₁x_n+C₂x_n+1；

其中，x_n-1，x_n，x_n+1为水平方向上连续的三个像素点的亮度值，C₀为锐化系数，并且C₀为有符号数，C₁和C₂为根据公式C₀+C₁+C₂＝1、C₀＝C₂以及C₁＝1-2C₀和C₀确定的系数，y_n为进行锐化后的像素点的亮度值。

16、如权利要求15所述的视频信号图像增强设备，其特征在于，所述水平锐化单元采用拉普拉斯三阶锐化公式来计算图像的最终输出像素。

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