CN100574391C - 影像处理装置及影像数据内插方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种影像处理装置及影像数据内插方法，该影像处理装置包含：接收模块接收包含多个像素点的影像数据、边缘像素点判断模块判断各像素点的像素值是否为边缘像素点、内插点位置产生模块产生多个内插点位置，以产生各内插点位置与四邻近像素点间的位置关系数据、边缘判断模块判断各内插点与四邻近像素点是否具有边缘，以产生边缘关系数据、位置判断模块据位置关系数据判断各内插点是否位于中间区域，以及内插点像素值产生模块据位置关系数据及边缘关系数据产生各内插点的一像素值，以完成各内插点的产生。利用边缘关系数据及位置关系数据，考虑极值点发生的情形及依位置选择不同的演算法以调整内插点的像素值，进而维持内插后的影像的锐利度。

Description

影像处理装置及影像数据内插方法

技术领域

本发明是有关于一种影像处理装置，且特别是有关于一种影像处理装置及影像数据内插方法。

背景技术

在影像处理领域的各种技术中，为了提升帧频率(frame rate)，常常因为须要对影像数据进行插补的动作，以进一步使得帧品质能更获得提升。所谓的插补，即是在原始影像的像素点间，插入新的像素点，即内插点。现有技术的影像插补方法中，在原始影像的像素点间，通过判断彼此的像素值差距是否大于一临界值，以决定影像中的边缘部份。边缘部分是否能在显示帧上表现完整，决定了显示帧的锐利度。而决定内插点的像素是以内插点所在位置周围的邻近像素点是否具有边缘以判断所使用的计算方式。但在上述的做法中，仅以像素值的差距大小作为判断条件，将无法反映当内插点的邻近像素点间其中一像素点具有一极大值或极小值的情况，亦无法针对内插点与邻近像素点的距离关系做更细部的考量。因此，这样的判断方法，容易使最后计算出的内插点，将边缘的锐利度下降，而使得影像在插补完成后，边缘部份显得较模糊，而显现较差的显示结果。

因此，如何设计一个新的影像处理装置及内插方法，能够在内插点的像素值决定后，仍能维持原影像的边缘锐利度，乃为此业界亟待解决的问题。

发明内容

因此本发明的目的就是提供一种影像数据内插方法，包含下列步骤：接收影像数据，包含多个像素点的像素点数据；根据像素点数据判断各像素点的像素值是否为边缘像素点，以产生边缘像素点判断结果，其中当像素点的像素值于中间范围内，像素点为非边缘像素点，当像素点的像素值位于中间范围外，像素点为边缘像素点；于像素点间产生多个内插点位置，以产生各内插点位置与四邻近像素点间的位置关系；根据边缘像素点判断结果，判断各内插点与四邻近像素点是否具有边缘，以产生四邻近像素点间的边缘关系数据，当四邻近像素点俱分别为非边缘像素点，四邻近像素点不具有边缘，当四邻近像素点其中之一为边缘像素点，四邻近像素点具有边缘；根据各内插点的位置关系数据判断各内插点是否位于四邻近像素点间的中间区域；以及根据各内插点的位置关系数据及四邻近像素点间的边缘关系数据产生各内插点的像素值，以完成各内插点的产生。

本发明的另一目的是提供一种影像处理装置，包含：接收模块、边缘像素点判断模块、内插点位置产生模块、边缘判断模块、位置判断模块及内插点像素值产生模块。接收模块用以接收影像数据，影像数据包含多个像素点的像素点数据；边缘像素点判断模块用以根据像素点数据判断各像素点的像素值是否为边缘像素点，以产生边缘像素点判断结果，其中当像素点的像素值于中间范围内，像素点为非边缘像素点，当像素点的像素值位于中间范围外，像素点为边缘像素点；内插点位置产生模块，用以于像素点间产生多个内插点位置，以产生各内插点位置与四邻近像素点间的位置关系数据；边缘判断模块用以根据边缘像素点判断结果，判断各内插点与四邻近像素点是否具有边缘，以产生四邻近像素点间的边缘关系数据，当四邻近像素点俱分别为非边缘像素点，四邻近像素点不具有边缘，当四邻近像素点其中之一为边缘像素点，四邻近像素点具有一边缘；位置判断模块用以根据各内插点的位置关系数据判断各内插点是否位于四邻近像素点间的中间区域；以及内插点像素值产生模块用以根据各内插点的位置关系数据及四邻近像素点间的边缘关系数据产生各内插点的像素值，以完成各内插点的产生。

本发明的优点在于能够利用边缘关系数据及位置关系数据，考虑极值点发生的情形及依位置选择不同的演算法以调整内插点的像素值，进而维持内插后的影像的锐利度，而轻易地达到上述的目的。

在参阅图式及随后描述的实施方式后，该领域技术人员便可了解本发明的目的，以及本发明的技术手段及实施态样。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：

图1是为本发明的第一实施例的一影像处理装置的方块图；

图2是为本发明的第一实施例的一像素值的范围的示意图；

图3A是为本发明的第一实施例的一内插点及周围四邻近像素点的一示意图；

图3B是为本发明的又一实施例的一内插点及周围四邻近像素点的一示意图；

图4A是为本发明的另一实施例中一内插点位于周围四邻近像素点间的一中间区域外的一示意图；

图4B、图4C是为本发明的另一实施例中一内插点位于周围四邻近像素点间的一中间区域内的一示意图；以及

图5是为本发明的第二实施例的一影像数据内插方法的流程图。

附图标号：

1：影像处理装置                    100：接收模块

101：影像数据                      102：边缘像素点判断模块

103：像素点数据                    104：内插点位置产生模块

105：影像边缘像素点判断结果        106：边缘判断模块

108：位置判断模块                  107：位置关系数据

110：内插点像素值产生模块           109：边缘关系数据

112：选择模块                       111：选择结果

30、30’：内插点                    113：像素值

33a、33b、33c、33d：邻近像素点      31a、31b、31c、31d：邻近像素点

40：中间区域                        35a、35b：虚拟像素点

具体实施方式

请参照图1，为本发明的第一实施例的一影像处理装置1的方块图。影像处理装置1包含：一接收模块100、一边缘像素点判断模块102、一内插点位置产生模块104、一边缘判断模块106、一位置判断模块108、一内插点像素值产生模块110及一选择模块112。接收模块100用以接收一影像数据101，影像数据101包含多个像素点的像素点数据103；边缘像素点判断模块102用以根据像素点数据103判断各像素点的一像素值是否为一边缘像素点，以产生一边缘像素点判断结果105。请参考图2，是为一像素值的范围的示意图。像素值的范围可区分为一像素值介于0-16的极小值范围，一像素值介于17-240的中间范围，及一像素值介于241-255的极大值范围。当一像素点的一像素值于中间范围内时，像素点即被判断为一非边缘像素点，如图2所示以一白色点表示。当一像素点的一像素值位于中间范围外，即位于极小值范围或极大值范围时，像素点因为为一极小值或一极大值，因此被判断为一边缘像素点，如图2所示以一黑色点表示。于其他实施例中，各范围间的临界值可依需要调整，而不限于上述的数值。

内插点位置产生模块104用以于像素点间产生多个内插点位置。图3A所示为一内插点30，及周围四邻近像素点31a、31b、31c、31d，内插点位置30与四邻近像素点31a、31b、31c、31d间具有一位置关系，表示为一位置关系数据107。边缘判断模块106进一步根据边缘像素点判断结果105，判断各内插点的四邻近像素点是否具有一边缘，以产生四邻近像素点间的一边缘关系，表示为一边缘关系数据109。图3A所示的四邻近像素点31a、31b、31c、31d俱为一非边缘像素点，因此，边缘判断模块106判断四邻近像素点不具有一边缘。而当四邻近像素点其中之一为一边缘像素点，边缘判断模块106判断即判断四邻近像素点具有一边缘。如图3B所示，四邻近像素点33a、33b、33c、33d中，邻近像素点33a及33b各为一边缘像素点，而邻近像素点33c及33d各为一非边缘像素点。因此，边缘判断模块106即判断四邻近像素点33a、33b、33c、33d具有一边缘。前述极小值范围或极大值范围时，可依一般以像素值差距作为判断基准的差距值来设定其临界值，即可保有在像素值差距过大时，像素点间将被判断具有一边缘的特性。更进一步地，前述的判断方式更可使邻近像素点的像素值具有至少一极大值或极小值，容易造成明显边缘的情况亦考虑进去，而能够于此情况时仍保留其边缘特性。

位置判断模块108接着根据各内插点的位置关系判断各内插点是否位于四邻近像素点间的一中间区域40。如图4A所示，四邻近像素点33a、33b、33c、33d间具有一中间区域40，当内插点30位于中间区域40之外，位置判断模块108即判断内插点30不位于中间区域40。如图4B所示，内插点30’于此实施例中位于中间区域40之内，位置判断模块108即判断内插点30位于中间区域40内。接着，内插点像素值产生模块110用以根据内插点30的位置关系数据107，及四邻近像素点间的边缘关系数据109而产生内插点30的一像素值，以完成各内插点的产生。

依据上述的内插点30的边缘关系及位置关系，可以分为下列情况：(1)边缘关系为具有一边缘且内插点30不位于中间区域40，如图4A(2)边缘关系为具有一边缘且内插点30’位于中间区域40，如图4B，以及(3)边缘关系为不具有一边缘，如图3A。当情况为(1)，即边缘关系为具有一边缘且内插点30不位于中间区域40时，选择模块112根据四邻近像素点33a、33b、33c、33d选择一最近距离像素点，是为四邻近像素点33a、33b、33c、33d中，距离内插点30最近者。于图4A中，最近距离像素点即为邻近像素点33b。内插点像素值产生模块110根据选择模块112的选择结果111，将内插点30的像素值设定为最近距离像素点33b的像素值113。如此的做法，可使内插点30在与一具有极大或极小值的邻近像素点距离接近时，依旧保有边缘的特性，而不会因未考虑像素点间的距离，直接以四邻近像素点间的线性关系计算的像素值，而丧失了锐利度。当情况为(2)，即边缘关系为具有一边缘且内插点30’位于中间区域40时，内插点像素值产生模块110根据四邻近像素点33a、33b、33c、33d间的一线性关系计算像素值。于本实施例中，内插点像素值产生模块110先于水平方向，如图4B所示，分别依邻近像素点33a、33c及邻近像素点33b、33d的像素值，及两组像素点与内插点30的水平方向距离的权重，计算出虚拟像素点35a及35b的像素值。接着，如图4C所示，内插点像素值产生模块110再于垂直方向，依虚拟像素点35a、35b的像素值，及虚拟像素点35a、35b与内插点30的垂直方向距离的权重，计算出内插点30的像素值113。如此的做法，使得内插点30于中间区域40时，因为与各邻近像素点均有一段距离，较不会有须保持锐利度的需要，故可以使用四邻近像素点间的一线性关系计算出内插点30的像素值。当情况为(3)，即边缘关系为不具有一边缘时，即与上述情况(2)相同，较不会有须保持锐利度的需要，故可以使用上述四邻近像素点间的一线性关系计算出内插点30的像素值113。

本发明的第二实施例为一种影像数据内插方法。如图5所示，于步骤501，接收一影像数据，包含多个像素点的像素点数据；于步骤502，根据像素点数据判断各像素点的一像素值是否为一边缘像素点，以产生一边缘像素点判断结果，其中当一像素点的一像素值于一中间范围内，像素点为一非边缘像素点，当一像素点的一像素值位于中间范围外，像素点为一边缘像素点；于步骤503，于像素点间产生多个内插点位置，各内插点位置与四邻近像素点间具有一位置关系；接着于步骤504，根据边缘像素点判断结果，判断各内插点与四邻近像素点是否具有一边缘，以产生四邻近像素点间的一边缘关系，当四邻近像素点俱分别为一非边缘像素点，四邻近像素点不具有一边缘，当四邻近像素点其中之一为一边缘像素点，四邻近像素点具有一边缘；于步骤505，根据各内插点的位置关系判断各内插点是否位于四邻近像素点间的一中间区域；以及于步骤506，根据各内插点的位置关系及四邻近像素点间的边缘关系产生各内插点的一像素值，以完成各内插点的产生。

本发明的优点在于能够利用边缘关系及位置关系，考虑具有极大或极小值的邻近像素点可能产生边缘的情形，并依内插点位置与邻近像素点的关系，选择不同的演算法以调整内插点的像素值，进而维持内插后的影像的锐利度。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims (2)

1.一种影像数据内插方法，其特征在于，所述影像数据内插方法包含下列步骤：

接收一影像数据，所述影像数据包含多个像素点的像素点数据；

根据所述这些像素点数据判断各所述这些像素点的一像素值是否为一边缘像素点，以产生一边缘像素点判断结果，其中当一像素点的一像素值是于一中间范围内，所述像素点为一非边缘像素点，当一像素点的一像素值是位于所述中间范围外，所述像素点为一边缘像素点；

于所述这些像素点间产生多个内插点位置，以产生各所述这些内插点位置与四邻近像素点间的一位置关系数据；

根据所述边缘像素点判断结果，判断各所述这些内插点与所述四邻近像素点是否具有一边缘，以产生所述四邻近像素点间的一边缘关系数据，当所述四邻近像素点俱分别为一非边缘像素点，所述四邻近像素点不具有一边缘，当所述四邻近像素点其中之一为一边缘像素点，所述四邻近像素点具有一边缘；

根据各所述这些内插点的所述位置关系数据判断各所述这些内插点是否位于所述四邻近像素点间的一中间区域；以及

根据各所述这些内插点的所述位置关系数据及所述四邻近像素点间的所述边缘关系数据产生各所述这些内插点的一像素值，以完成各所述这些内插点的产生；

当一内插点的所述四邻近像素点不具有一边缘，所述内插点的像素值是根据所述四邻近像素点的像素值及所述四邻近像素点与所述内插点的距离作为权重而决定；

当一内插点的所述四邻近像素点具有一边缘，且所述内插点位于所述中间区域，所述内插点的像素值是根据所述四邻近像素点的像素值及所述四邻近像素点与所述内插点的一距离比例作为权重而决定；

当一内插点的所述四邻近像素点具有一边缘，且所述内插点不位于所述中间区域，则选择一最近距离像素点，所述最近距离像素点为所述四邻近像素点中，距离所述内插点最近者，所述内插点的像素值为所述最近距离像素点的像素值。

2.一种影像处理装置，其特征在于，所述影像处理装置包含：

一接收模块，用以接收一影像数据，所述影像数据包含多个像素点的像素点数据；

一边缘像素点判断模块，用以根据所述这些像素点数据判断各所述这些像素点的一像素值是否为一边缘像素点，以产生一边缘像素点判断结果，其中当一像素点的一像素值于一中间范围内，所述像素点为一非边缘像素点，当一像素点的一像素值位于所述中间范围外，所述像素点为一边缘像素点；

一内插点位置产生模块，用以于所述这些像素点间产生多个内插点位置，以产生各所述这些内插点位置与四邻近像素点间的一位置关系数据；

一边缘判断模块，用以根据所述边缘像素点判断结果，判断各所述这些内插点与所述四邻近像素点是否具有一边缘，以产生所述四邻近像素点间的一边缘关系数据，当所述四邻近像素点俱分别为一非边缘像素点，所述四邻近像素点不具有一边缘，当所述四邻近像素点其中之一为一边缘像素点，所述四邻近像素点具有一边缘；

一位置判断模块，用以根据各所述这些内插点的所述位置关系数据判断各所述这些内插点是否位于所述四邻近像素点间的一中间区域；以及

一内插点像素值产生模块，用以根据各所述这些内插点的所述位置关系数据及所述四邻近像素点间的所述边缘关系数据产生各所述这些内插点的一像素值，以完成各所述这些内插点的产生；

当一内插点的所述四邻近像素点不具有一边缘，所述内插点像素值产生模块根据所述四邻近像素点的像素值及所述四邻近像素点与所述内插点的距离作为权重而产生所述内插点的像素值；

当一内插点的所述四邻近像素点具有一边缘，且所述内插点位于所述中间区域，所述内插点像素值产生模块根据所述四邻近像素点的像素值及所述四邻近像素点与所述内插点的一距离比例作为权重而产生所述内插点的像素值；

所述影像处理装置还包含一选择模块，当一内插点的所述四邻近像素点具有一边缘，且所述内插点不位于所述中间区域，所述选择模块选择一最近距离像素点，所述最近距离像素点为所述四邻近像素点中，距离所述内插点最近者；所述内插点像素值产生模块使所述内插点的像素值为所述最近距离像素点的像素值。

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