CN101036161A - 图像处理装置及图像处理程序 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可以获得噪声较少且鲜明的图像的图像处理装置。本发明的图像处理装置设置有：水平边缘强度计算部22，计算出目标像素与其左右侧的像素在水平方向上的边缘强度；预滤波器24，根据水平方向的边缘强度来进行滤波处理，并选择性地进行降噪及边缘增强；垂直边缘强度计算部23，计算出目标像素与其上下侧的像素在垂直方向上的边缘强度；以及预滤波器25，根据垂直方向上的边缘强度来进行滤波处理，并选择性地进行降噪及边缘增强；以此，可以在目标像素附近的上下或左右方向上锐化图像数据，从而可以获得噪声较少且边缘方向鲜明的图像。
Description
技术领域
本发明涉及在数字图像处理领域中可以获得噪声较少且鲜明的图像的图像处理装置及图像处理程序。
背景技术
在现有的图像处理装置中，广泛应用了边缘增强处理作为使图像鲜明的处理。此边缘增强处理，是通过在图像信号上加上经过HPF(高通滤波器)滤波的信号，而增强图像信号的变化，从而增强图像的边缘。但是，在这样的图像处理装置中，图像信号的噪声成分也同样被HPF提高，从而成为S/N(Signal/Noise，信噪比)降低的图像。
因此，提出了可实现适当的清晰度修正的图像处理装置。将这样的现有图像处理装置示于图7中并进行说明。
如图7所示，现有的图像处理装置具备：图像特征量计算部12，其根据输入图像数据而计算出彩色边缘信息来作为图像特征量；增强系数计算部13，当此处所计算出的图像特征量小于等于第一值时，计算出使锐度变得平滑的增强系数，当此处所计算出的图像特征量大于第一值且小于等于第二值时，计算出增强锐度的增强系数，当此处所计算出的图像特征量大于第二值时，计算出不进行锐度修正的增强系数；以及清晰度修正部14，其根据此处所计算出的增强系数来进行输入图像数据的清晰度修正；以此，现有的图像处理装置计算出彩色边缘信息，并将该值与阈值进行比较，从而在各种情况下根据不同的增强系数来进行输入图像数据的清晰度修正(例如参照专利文献1)。
[专利文献1]日本专利特开2002-83294号公报(摘要、图1)
发明内容
然而，在这样的现有的图像处理装置中，并不考虑边缘的方向，因此有在边缘附近对任何方向均进行锐化的问题。
本发明是为了解决这样的现有问题而设立的，其目的在于提供可以获得噪声较少且边缘方向也较鲜明的图像的图像处理装置。
本发明的图像处理装置的特征在于具备：图像数据输入部件，其输入图像数据；边缘强度计算部件，其根据所述输入的图像数据的目标像素与其周围像素之间的电平差，而计算出特定方向上的边缘强度；滤波处理部件，其根据由所述边缘强度计算部件所计算出的特定方向上的边缘强度来确定滤波器，并使用所述滤波器对像素数据实行滤波处理以选择性地进行降噪及边缘增强；边缘增强信号生成部件，其根据经过所述滤波处理的像素数据而生成边缘增强信号；以及图像修正部件，其根据所述边缘增强信号而对所述输入的图像数据进行修正。
根据该结构，本发明的图像处理装置，根据目标像素与其周围像素在特定方向上的边缘强度，对图像数据进行滤波从而减少噪声，因此可以在目标像素附近的特定方向上锐化图像，从而可以获得噪声较少且边缘方向也较鲜明的图像。
而且，本发明的图像处理装置的特征也可以是，所述滤波处理部件，在所述特定方向上的边缘强度小于等于第一值时选择平滑滤波器，在所述特定方向上的边缘强度大于第二值时选择边缘增强滤波器。
根据该结构，本发明的图像处理装置，在特定方向上的边缘强度较低时，使用平滑滤波器实行滤波处理，在特定方向上的边缘强度较高时，使用边缘增强滤波器实行滤波处理，所以当目标像素在特定方向上较平滑时，可以使其更加平滑，当在特定方向上有边缘时，可以使其更加鲜明，从而可以获得噪声较少且边缘方向鲜明的图像。
进而，本发明的图像处理装置的特征也可以是，所述滤波处理部件，其通过对所述特定方向上的边缘强度进行线性变换而计算出滤波系数，并且根据线性变化的所述滤波系数而选择性地进行所述目标像素数据的降噪及边缘增强。
根据该结构，本发明的图像处理装置，根据线性变化的滤波系数而进行目标像素数据的降噪或边缘增强，因此，可以根据目标像素附近的边缘强度而使滤波器的特性平稳地从平滑化变为高频增强，并去除因阈值引起的信号处理切换，从而可以消除因处理的切换所导致的图像的不连续性。
进而，本发明的图像处理装置的特征也可以是，所述滤波处理部件将所述特定方向上的边缘强度乘以斜率系数，并加上用来进行画质调整的画质调整值而计算出预备值，将所述预备值与预定的上限值及下限值进行比较，当所述预备值大于上限值时，将上限值确定为权重系数，当所述预备值小于下限值时，将下限值确定为权重系数，当所述预备值不大于上限值且不小于下限值时，将所述预备值确定为权重系数，并且，通过利用所述权重系数对所述目标像素数据进行加权加法，而选择性地进行降噪及边缘增强。
根据该结构，本发明的图像处理装置，可以通过斜率系数来调整因图像变化而引起的噪声减少量或边缘增强量，可以通过画质调整值来选择从柔和画质到锐化画质的各种画质，并且可以通过上下限限幅而防止因过度滤波而引起的画质降低，所以可以容易地进行图像的调整。
进而，本发明的图像处理装置的特征也可以是，所述滤波处理部件将所述目标像素数据前后的像素数据的平均值与所述目标像素数据之间的差分值乘以所述权重系数而得的乘积，加在所述目标像素数据前后的像素数据的平均值上，以此来进行所述加权加法。
根据该结构，本发明的图像处理装置，可以对应于权重系数的值而选择性地利用低通滤波器及高通滤波器来执行滤波处理，因此，当特定方向上的边缘强度较低时使用平滑滤波器来执行滤波处理，当特定方向上的边缘强度较高时使用边缘增强滤波器来执行滤波处理，所以当目标像素在特定方向上较平滑时可以使其更加平滑，当目标像素在特定方向上具有边缘时可以使其更加鲜明，从而可以获得噪声较少且边缘方向鲜明的图像。
进而，本发明的图像处理装置的特征也可以是，所述斜率系数及所述画质调整值是根据图像数据中所包含的噪声量来确定的。
根据该结构，本发明的图像处理装置可以根据图像数据中所包含的噪声量而有效地进行滤波处理。
进而，本发明的图像处理装置的特征也可以是，所述特定方向至少包括水平方向及垂直方向，所述边缘强度计算部件具备：水平边缘强度计算部，其根据所述目标像素数据与其左右侧的像素数据之间的电平差而计算出水平方向上的边缘强度；以及垂直边缘强度计算部，其根据所述目标像素数据与其上下侧的像素数据之间的电平差而计算出垂直方向上的边缘强度；并且，所述滤波处理部件具备：水平滤波处理部，其根据所述水平边缘强度计算部所计算出的水平方向上的边缘强度而求出水平滤波器，并利用所述水平滤波器来选择性地进行水平降噪及水平边缘增强；以及垂直滤波处理部，其根据所述垂直边缘强度计算部所计算出的垂直方向上的边缘强度而求出垂直滤波器，并利用所述垂直滤波器来选择性地进行垂直降噪及垂直边缘增强；并且，所述边缘增强信号生成部件，根据经过所述水平滤波处理的像素数据及经过所述垂直滤波处理的像素数据，生成边缘增强信号。
根据该结构，本发明的图像处理装置，分别对水平边缘及垂直边缘进行检测，并分别进行水平方向及垂直方向上的滤波处理，因此可以分别减少水平方向及垂直方向的单独噪声，可以在其中一个方向上进行平滑化，而在另一个方向上进行锐化，从而可以获得噪声较少且边缘方向鲜明的图像。
进而，本发明的图像处理装置的特征也可以是，所述边缘强度计算部件进一步具备：第一倾斜方向边缘强度计算部，其根据所述目标像素数据与位于其第一倾斜方向前后的像素数据之间的电平差而计算出第一倾斜方向上的边缘强度；以及第二倾斜方向边缘强度计算部，其根据所述目标像素数据与位于其第二倾斜方向前后的像素数据之间的电平差而计算出第二倾斜方向上的边缘强度；并且，所述滤波处理部件具备：第一倾斜方向滤波处理部，其根据所述第一倾斜方向边缘强度计算部所计算出的第一倾斜方向的边缘强度而求出第一倾斜方向滤波器，并利用所述第一倾斜方向滤波器来选择性地进行第一倾斜方向降噪及第一倾斜方向边缘增强；以及第二倾斜方向滤波处理部，其根据所述第二倾斜方向边缘强度计算部所计算出的第二倾斜方向的边缘强度而求出第二倾斜方向滤波器，并利用所述第二倾斜方向滤波器来选择性地进行第二倾斜方向降噪及第二倾斜方向边缘增强；并且，所述边缘增强信号生成部件，根据经过所述第一倾斜方向滤波处理的像素数据及经过所述第二倾斜方向滤波处理的像素数据，而生成边缘增强信号。
根据该结构，本发明的图像处理装置，分别对第一倾斜方向的边缘强度及第二倾斜方向的边缘强度进行检测，并分别进行第一倾斜方向及第二倾斜方向的滤波处理，因此可以分别减少第一倾斜方向及第二倾斜方向的单独噪声，可以在其中一个倾斜方向上进行平滑化，而在另一个倾斜方向上进行锐化，从而可以获得噪声较少且边缘方向鲜明的图像。
进而，本发明的图像处理程序的特征在于，包括如下步骤：图像数据输入步骤，其输入图像数据；边缘强度计算步骤，其根据所述所输入的图像数据的目标像素与其周围像素的电平差，而计算出特定方向的边缘强度；滤波处理步骤，其根据在所述边缘强度计算步骤中所计算出的特定方向的边缘强度而选择滤波处理，并通过所述所选择的滤波处理来选择性地对像素数据进行降噪及边缘增强；边缘增强信号生成步骤，其根据所述滤波处理的像素数据而生成边缘增强信号；以及图像修正步骤，其根据所述边缘增强信号而对所述所输入的图像数据进行修正。
根据该结构，本发明的图像处理程序，按照目标像素与其周围像素在特定方向上的边缘强度而对图像数据进行滤波处理，从而减少噪声，因此可以进行目标像素附近的特定方向上的锐化，从而可以获得噪声较少且边缘方向鲜明的图像。
发明效果
本发明可以提供一种图像处理装置，该图像处理装置通过设置用于计算目标像素与其周围像素在特定方向上的边缘强度的边缘强度计算部件，以及用于根据所述特定方向的边缘强度而进行滤波处理，从而选择性地进行降噪及边缘增强的滤波处理部件，从而实现在目标像素附近的特定方向上的锐化，获得噪声较少且边缘方向鲜明的图像的效果。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的图像处理装置的边缘增强信号生成处理部的框图。
图2是表示本发明第一实施方式的图像处理装置的边缘增强信号生成处理动作的流程图。
图3是表示本发明第一实施方式的边缘增强信号生成处理的水平方向预滤波处理动作的流程图。
图4是本发明第二实施方式的图像处理装置的边缘增强信号生成处理部的水平方向预滤波部的框图。
图5是表示本发明第二实施方式的图像处理装置的权重系数相对于边缘强度的关系的图。
图6是表示本发明第二实施方式的边缘增强信号生成处理的水平方向预滤波处理动作的流程图。
图7是现有的图像处理装置的框图。
标号说明
11 图像输入部
12 图像特征量计算部
13 增强系数计算部
14 清晰度修正部
15 图像输出部
21 图像信号输入部(图像数据输入部件)
22 水平边缘强度计算部
23 垂直边缘强度计算部
24 预滤波器(水平滤波处理部)
25 预滤波器(垂直滤波处理部)
26 水平垂直边缘增强信号生成部(边缘增强信号生成部件)
27 加法器(图像修正部件)
28 图像信号输出部
31 水平方向预滤波部
32 垂直方向预滤波部
40 水平方向预滤波部
41 水平边缘强度计算部
42 预滤波器
51 垂直LPF
52 延迟元件
53 延迟元件
54 减法器
55 减法器
56 绝对值计算处理部
57 绝对值计算处理部
58 加法器
71 斜率系数设定部
72 斜率系数乘法部
73 偏移量设定部
74 偏移量加法部
75 上下限限幅调整部
81 延迟元件
82 加法器
83 1/2乘法器
84 延迟元件
85 减法器
86 乘法器
87 1/256乘法器
88 加法器
具体实施方式
以下，利用附图，对本发明的实施方式的图像处理装置进行说明。
(第一实施方式)
首先，用图1表示本发明第一实施方式的图像处理装置的框图，并进行说明。
图1是图像处理装置的边缘增强信号生成处理部的框图，此边缘增强信号生成处理部具备：图像信号输入部(图像数据输入部件)21，其用于输入图像信号；水平方向预滤波部31，其用于根据水平方向的边缘强度来进行滤波处理；垂直方向预滤波部32，其用于根据垂直方向的边缘强度来进行滤波处理；水平垂直边缘增强信号生成部(边缘增强信号生成部件)26，其用于生成边缘增强信号；加法器(图像修正部件)27，其用于对信号求和；以及图像信号输出部28，其用于输出图像信号。
而且，水平方向预滤波部31具有：水平边缘强度计算部22，其用于计算水平方向的边缘强度；以及预滤波器(水平滤波处理部)24，其用于进行水平方向的滤波处理；并且，垂直方向预滤波部32具有：垂直边缘强度计算部23，其用于计算垂直方向的边缘强度；以及预滤波器(垂直滤波处理部)25，其用于进行垂直方向的滤波处理。
图像信号输入部21依次输入以像素为单位的信号。此处，为了生成垂直方向的边缘增强信号，必需多路信号，所以使用行存储器等而并行输入多列图像信号。图1中使用了3路，但路数并不限定于3条。
水平边缘强度计算部22针对输入信号，首先在垂直方向上使用LPF(low pass filter，低通滤波器)进行滤波之后，计算出水平方向的差分的绝对值。通过该处理，可以减少噪声的影响，并检测出水平方向的边缘强度。
垂直边缘强度计算部23与水平边缘强度计算部22同样，针对输入信号使用水平LPF进行滤波之后，计算出垂直方向的差分的绝对值，并检测出垂直方向的边缘强度。
预滤波器24，当由水平边缘强度计算部22所求出的水平边缘强度较弱时，使用LPF来进行滤波处理，当由水平边缘强度计算部22所求出的水平边缘强度较强时，使用增强高频的HPF来进行滤波处理。此时，即便目标像素中存在单独噪声，但由于水平边缘强度较弱，因此该单独噪声会被LPF滤波，因此可以减少噪声的影响。
预滤波器25与预滤波器24同样，当由垂直边缘强度计算部23所求出的垂直边缘强度较弱时，使用LPF来进行滤波处理，当由垂直边缘强度计算部23所求出的垂直边缘强度较强时，使用增强高频的HPF来进行滤波处理。
预滤波器24与预滤波器25各自具有减少单独噪声的作用。在目标像素构成水平边缘的情况下，在水平方向上进行锐化，但在垂直方向上进行平滑化，从而形成锐化的边缘。垂直边缘的情况也相同。
水平垂直边缘增强信号生成部26，接收预滤波器24、预滤波器25的输出信号而生成边缘增强信号。
加法器27将由水平垂直边缘增强信号生成部26所生成的边缘增强信号，加在由图像信号输入部21所输入的主线信号上，图像信号输出部28输出经过加法器27进行相加后的图像信号。
另外，在图1中揭示了水平方向及垂直方向的处理，但同样也可以追加倾斜方向的处理。
图2是以如上所述方式构成的图像处理装置的边缘增强信号生成动作的流程图并进行说明。
首先，在信号输入处理中，图像信号输入部21输入图像信号(S11)。其次，在水平方向预滤波处理中，水平方向预滤波部31从图像信号输入部21输入图像信号，检测出水平方向的边缘强度，并根据该边缘强度进行滤波处理(S12)。关于该水平方向预滤波处理，将在后文中详细叙述。另外，在垂直方向预滤波处理中，垂直方向预滤波部32从图像信号输入部21输入图像信号，检测出垂直方向的边缘强度，并对应于该边缘强度进行滤波处理(S13)。此时，可以分别预先准备水平方向预滤波处理与垂直方向预滤波处理，也可以仅预先准备一个处理，将水平方向与垂直方向上的信号交替作为输入信号，而进行两次相同的处理。
其次，在水平垂直边缘增强信号生成处理中，水平垂直边缘增强信号生成部26接收分别从水平方向预滤波部31及垂直方向预滤波部32中输出的经过预滤波处理的信号，而生成边缘增强信号，加法器27在图像信号输入部21所输入的图像信号之上加上由水平垂直边缘增强信号生成部26所生成的信号，并从图像信号输出部28输出经过了边缘增强的信号(S14)。
通过以上处理，可以获得图像的噪声被减少并且图像边缘被增强的鲜明的图像。
而且，图3中表示水平方向预滤波处理的流程图并进行说明。
首先，在垂直LPF处理中，基于从图像信号输入部21所输入的信号，根据垂直方向上的多个像素值而进行噪声的去除、减少(S21)。其次，在水平差分绝对值求和计算处理中，加上目标像素与其左右两侧的像素值的差分的绝对值，从而获得水平方向上的边缘强度(S22)。其次，在滤波器选择处理中，根据所获得的边缘强度，如果边缘强度较弱，则选择LPF等平滑滤波器，如果边缘强度较强，则从多个滤波器中选择HPF等增强边缘的滤波器以增强高频(S23)。例如，也可以设置第一阈值、第二阈值这2个阈值，当边缘强度小于等于第一阈值时选择平滑滤波器，当边缘强度大于等于第二阈值时选择边缘增强滤波器。接着，利用所选择的滤波器进行滤波处理并输出(S24)。此处，当边缘强度处于第一阈值与第二阈值之间时，不进行滤波处理，而是使信号延迟，并在与进行滤波处理相同的时序将信号输出。
通过这些处理，可以获得图像的噪声被减少并且图像的边缘被增强的鲜明的图像。
(第二实施方式)
接着，对本发明第二实施方式的图像处理装置进行说明。
本实施方式的图像处理装置，相对于所述第一实施方式的图像处理装置而言，水平边缘增强信号生成处理及垂直边缘增强信号生成处理不同。因此，仅水平方向预滤波部及垂直方向预滤波部不同，而其他的结构及作用相同。
图4中表示本实施方式的水平方向预滤波部的框图并进行说明。而且，由于垂直方向预滤波部与水平方向预滤波部相同，所以省略说明。
如图4所示，水平方向预滤波部40具备：水平边缘强度计算部41，其计算水平方向的边缘强度；以及预滤波器42，其根据水平方向的边缘强度进行滤波处理。
水平边缘强度计算部41具有：垂直LPF51，其在垂直方向上使用LPF进行滤波；延迟元件52和延迟元件53，其使数据延迟；减法器54和减法器55，其计算2个信号的差分值；绝对值计算处理部56和绝对值计算处理部57，其计算输入值的绝对值；以及加法器58，其将2个输入值相加。
垂直LPF51输入3路信号，将所述3路信号分别乘以系数1/4、1/2、1/4并相加，以此在垂直方向上进行LPF处理。但是，垂直方向LPF的系数并不限定于此。
延迟元件52及延迟元件53暂时存储所输入的像素信号，并延迟像素信号的输出时序。此处，假定延迟元件52、53分别使信号延迟1个像素数据的时间。减法器54及减法器55将从延迟元件52输出的像素信号作为目标像素的像素信号，分别求出目标像素与其右边信号的差分值、以及目标像素与其左边信号的差分值。
绝对值计算处理部56及绝对值计算处理部57分别求出由减法器54及减法器55所计算出的目标像素与其左右像素的差分值的绝对值，加法器58将由绝对值计算处理部56及绝对值计算处理部57所计算出的目标像素与其左右像素的差分值的绝对值相加，求出目标像素部中的图像变化量，并将其作为局部区域(此处为3×3像素的区域)的水平方向的边缘强度。
预滤波器42具备：斜率系数设定部71，其用于设定斜率系数；斜率系数乘法部72，其用于将数据与斜率系数设定部71所设定的斜率系数相乘；偏移量设定部73，其用于设定偏移量值；偏移量加法部74，其用于将数据与偏移量设定部73所设定的偏移量值相加；上下限限幅调整部75，其用于限幅上限值及下限值；延迟元件81，其使数据延迟2个像素数据；加法器82；1/2乘法器83，其将数据乘以1/2；延迟元件84，其使数据延迟1个像素数据；减法器85；乘法器86，其将数据乘以权重系数；1/256乘法器87，将数据乘以1/256；以及加法器88。
斜率系数乘法部72将从构成水平边缘强度计算部41的加法器58所输出的水平方向的边缘强度，乘以由斜率系数设定部71所设定的斜率系数；偏移量加法部74将由偏移量设定部73所设定的偏移量值加在从斜率系数乘法部72所输出的数据上。上下限限幅部75对上限及下限进行规定的限幅，以此来求出权重系数。关于权重系数的计算方法，将在后文中进行说明。
延迟元件81暂时存储所输入的像素信号，并使其输出时序延迟2个像素。加法器82及1/2乘法器83将由延迟元件81延迟了2个像素时间的像素数据与未延迟的像素数据相加，并乘以1/2，以此求出延迟1个像素时间的目标像素的左右2个像素的加法平均值。
延迟元件84暂时存储所输入的像素信号，并使其输出时序延迟1像素，并且将表示被输入到加法器82中的目标像素的左右2个像素的2个像素信号之间的像素值，即目标像素的像素信号输出。减法器85将由延迟元件84所延迟的像素数据减去从1/2乘法器83输出的值，以此求出目标像素与左右2个像素的加法平均值的差值。
乘法器86将来自减法器85的输出与来自上下限限幅部75的输出相乘，求出将目标像素与左右2个像素的加法平均值之差乘以权重系数而得的乘法增益。1/256乘法器87将从乘法器86输出的乘法增益除以256，这是为了便于在电路中实现而假定乘法增益在256时为1，如果可以进行小数运算则无须进行此运算。
加法器88将来自乘法器86、1/256乘法器87的输出与来自加法器82、1/2乘法器83的输出相加，从而将乘法增益与左右2个像素的加法平均值相加。
此处，如果将中间的像素(目标像素)设为“CENTER”，将左右2个像素的加法平均值设为“AVE”，将权重系数设为“k”，则经过所述处理的输出信号，可以表示为：
(CENTER-AVE)×k+AVE 式(1)
式(1)与下式(2)等价，
CENTER×k+AVE×(1-k) 式(2)
即，本处理以“k”作为中间像素的权重系数以及以(1-k)作为左右像素的权重系数进行加权加法而进行滤波处理。
因此，通过改变权重系数，可以改变滤波器的特性而不会改变滤波器的结构。根据所述式(2)可明确，当“k”小于1时，所述滤波器成为LPF，反之，当“k”大于1时，(1-k)变为负数，所述滤波器的特性为高频增强。
而且，使用图5对权重系数的计算方法进行说明。图5是表示权重系数相对于边缘强度的关系的图，横轴为水平方向的边缘强度，纵轴为权重系数值。在本实施方式中，权重系数值是将权重系数“k”乘以256而得的值。
图中的斜率101，是由斜率系数设定部71所设定的斜率系数来确定的，可以调整对应于图像变化的滤波器特性的变化量。斜率系数设定部71，例如也可以根据输入到未图示的图像信号输入部中的信号中所包含的噪声量来设定斜率系数。
偏移量102是由偏移量设定部73所设定的偏移量值来确定的，可以将画质调整成更加柔和的画质或更加锐化的画质。该偏移量值构成图像调整值。偏移量设定部73例如也可以根据输入到未图示的图像信号输入部中的信号中所包含的噪声量来设定偏移量值。
进而，权重系数值是由上下限限幅调整部75所确定的。即，上下限限幅调整部75将从偏移量加法部74输出的值与上限限幅值103及下限限幅值104进行比较，当从偏移量加法部74输出的值大于上限限幅值103时则输出上限限幅值103，当从偏移量加法部74输出的值小于下限限幅值104时则输出下限限幅值104，当从偏移量加法部74输出的值不大于上限限幅值103且不小于下限限幅值104时，则输出从偏移量加法部74输出的值。
由所述式(2)可明确，当权重系数“k”为1/3时，中间像素及左右像素同样地以1/3进行加权，所述滤波器成为最强的LPF。反之，如果权重系数“k”小于等于1/3，则中间信号的加权过小，所以将1/3作为权重系数的下限值。图5中，假定乘法增益在256时为1，将256×1/3＝85作为下限限幅值。
而且，当“k”大于等于1时，(1-k)为负，滤波器的特性变成高频增强，但如果进行过强的滤波处理则相反会导致画质劣化，因此以k＝1.4(乘以256为360)左右作为上限限幅。而且，勿庸置疑的是，本发明并不限定于此，上下限限幅调整部75也可以使上限限幅值、下限限幅值可变，例如也可以根据信号中所包含的噪声量等来进行设定。
这样，根据水平方向的边缘量，并通过线性变换而计算出权重系数“k”，以此可以使通过加权加法而获得的滤波器特性平滑地变化，并且，可以消除因切换处理(切换滤波器)所导致的图像的不连续性。
如上所述，通过边缘量的线性变换而计算出权重系数，并使用通过加权加法而获得的滤波器，以此，可以获得图像的平滑部分更加平滑且边缘的部分更加鲜明的图像，而无须切换处理。
另外，在本实施方式中，以水平方向边缘增强信号处理为例进行了说明，但垂直方向边缘增强信号处理也同样如此，可以将垂直LPF更换成水平LPF，并对其他的处理也进行水平垂直切换。而且，增加倾斜方向的处理也同样如此。
另外，在本实施方式中，使用了对边缘量进行线性变换而计算出权重系数，但变换方法并不限定于此。进而，在本实施方式中，是以3×3像素的区域进行了说明，但处理区域并不限定于此。
另外，图6中表示本实施方式的水平方向预滤波处理的流程图并进行说明。
本水平方向预滤波处理，是对所述第一实施方式中所示的水平方向预滤波处理的一部分进行了变更，因此仅对变更部分进行说明。
本水平方向预滤波处理中，不进行滤波器选择处理，取而代之，存在滤波系数计算处理(S33)。并且，预滤波处理(S34)也通过加权加法来实现。
在滤波系数计算处理(S33)中，根据由加法器58所求出的边缘强度，通过斜率系数乘法部72、偏移量加法部74、上下限限幅部75而计算出权重系数。在预滤波处理(S34)中，使用滤波系数计算处理(S33)中所求出的权重系数，通过乘法器86、加法器88等进行加权加法处理。
由此，可以根据边缘的强度，而平稳地控制从LPF到高频增强的特性，可以消除因切换处理所导致的图像的不连续性。
另外，本发明的实施方式的图像处理装置，例如可以使用处理器及存储器等来构成，而且可以由各个电路等所构成，而且也可以是通过处理器等来执行所述处理的程序模块。
[产业上的可利用性]
如上所述，本发明的图像处理装置通过进行目标像素附近的特定方向上的锐化，从而具有可以获得噪声少且边缘方向鲜明的图像的效果，本发明的图像处理装置可以用作进行数字图像处理的图像处理装置等。
Claims (9)
1.一种图像处理装置，其特征在于，包括：
图像数据输入部件，其用于输入图像数据；
边缘强度计算部件，其用于根据所述已输入的图像数据的目标像素与其周围像素的电平差，计算出特定方向上的边缘强度；
滤波处理部件，其用于根据由所述边缘强度计算部件所计算出的特定方向的边缘强度来确定滤波器，并使用所述滤波器对像素数据实行滤波处理以选择性地进行降噪及边缘增强；
边缘增强信号生成部件，其用于根据经过所述滤波处理的像素数据而生成边缘增强信号；以及
图像修正部件，其用于根据所述边缘增强信号而对所述已输入的图像数据进行修正。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述滤波处理部件，在当所述特定方向上的边缘强度小于等于第一值时，选择平滑滤波器，在当所述特定方向上的边缘强度大于第二值时，选择边缘增强滤波器。
3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述滤波处理部件通过对所述特定方向上的边缘强度进行线性变换而计算出滤波系数，并且根据线性变化的所述滤波系数而选择性地对所述目标像素数据进行降噪及边缘增强。
4.根据权利要求3所述的图像处理装置，其中，所述滤波处理部件将所述特定方向上的边缘强度乘以斜率系数，并加上用来进行画质调整的画质调整值而计算出预备值，将所述预备值与预定的上限值及下限值进行比较，当所述预备值大于所述上限值时，将所述上限值确定为权重系数，当所述预备值小于所述下限值时，将所述下限值确定为权重系数，当所述预备值不大于上限值且不小于下限值时，将所述预备值确定为权重系数，并且，通过利用所述权重系数对所述目标像素数据进行加权加法，而选择性地进行降噪及边缘增强。
5.根据权利要求4所述的图像处理装置，其中，所述滤波处理部件将所述目标像素数据与所述目标像素数据前后的像素数据的平均值之间的差分值乘以所述权重系数而获得的积，加在所述目标像素数据前后的像素数据的平均值上进行所述加权加法。
6.根据权利要求4所述的图像处理装置，其中，所述斜率系数及所述画质调整值是根据图像数据中所包含的噪声量来确定的。
7.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述特定方向至少包括水平方向及垂直方向，且所述边缘强度计算部件包括：水平边缘强度计算部，用于根据所述目标像素数据与其左右像素数据的电平差而计算出水平方向上的边缘强度；以及垂直边缘强度计算部，用于根据所述目标像素数据与其上下侧的像素数据之间的电平差而计算出垂直方向上的边缘强度；
所述滤波处理部件包括：水平滤波处理部，用于根据所述水平边缘强度计算部所计算出的水平方向上的边缘强度而求出水平滤波器，并利用所述水平滤波器来选择性地进行水平降噪及水平边缘增强；以及垂直滤波处理部，用于根据所述垂直边缘强度计算部所计算出的垂直方向上的边缘强度而求出垂直滤波器，并利用所述垂直滤波器来选择性地进行垂直降噪及垂直边缘增强；并且，
所述边缘增强信号生成部件，根据经过所述水平滤波处理的像素数据及经过所述垂直滤波处理的像素数据，生成边缘增强信号。
8.根据权利要求7所述的图像处理装置，其中，所述边缘强度计算部件进一步包括：第一倾斜方向边缘强度计算部，用于根据所述目标像素数据与位于其第一倾斜方向上的前后像素数据之间的电平差而计算出第一倾斜方向上的边缘强度；以及第二倾斜方向边缘强度计算部，用于根据所述目标像素数据与位于其第二倾斜方向上的前后像素数据之间的电平差而计算出第二倾斜方向上的边缘强度；
所述滤波处理部件包括：第一倾斜方向滤波处理部，用于根据所述第一倾斜方向边缘强度计算部所计算出的第一倾斜方向上的边缘强度而求出第一倾斜方向滤波器，并利用所述第一倾斜方向滤波器来选择性地进行第一倾斜方向降噪及第一倾斜方向边缘增强；以及第二倾斜方向滤波处理部，用于根据所述第二倾斜方向边缘强度计算部所计算出的第二倾斜方向上的边缘强度而求出第二倾斜方向滤波器，并利用所述第二倾斜方向滤波器来选择性地进行第二倾斜方向降噪及第二倾斜方向边缘增强；并且，
所述边缘增强信号生成部件，根据经过所述第一倾斜方向滤波处理的像素数据及经过所述第二倾斜方向滤波处理的像素数据，而生成边缘增强信号。
9.一种图像处理程序，包括：
图像数据输入步骤，其输入图像数据；
边缘强度计算步骤，其根据所述输入的图像数据的目标像素与其周围像素之间的电平差，而计算出特定方向上的边缘强度；
滤波处理步骤，其根据在所述边缘强度计算步骤中所计算出的特定方向上的边缘强度来选择所实行的滤波处理，并通过所述所选择的滤波处理来选择性地对像素数据进行降噪及边缘增强；
边缘增强信号生成步骤，其根据所述滤波处理的像素数据而生成边缘增强信号；以及
图像修正步骤，其根据所述边缘增强信号而对所述输入的图像数据进行修正。
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