CN102447816A - 图像调整装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种图像调整装置及方法，所述图像调整方法包括以下步骤：通过一权重产生器接收一第一图像数据，并依据该第一图像数据及一指定数据产生一适应权重；及通过一合成器接收该第一图像数据及一第二图像数据，且以该适应权重来合成该第一图像数据及该第二图像数据，而形成一调整后图像数据；其中，该适应权重的大小取决于该第一图像数据与该指定数据之间的差异。

Description

图像调整装置及方法

技术领域

本发明涉及一种图像优化技术，特别涉及一种根据一指定数据来调整的图像调整装置及方法。

背景技术

为增强图像的细腻度，通常会进一步对图像像素做微调处理，例如噪声抑制(noise reduction)、边缘锐化(sharpness)，或是色彩校正等。然而，现有技术多是以同一套处理方式来微调一图像上的所有像素，而忽略了人们对该等像素的感受差异，因此图像细腻度稍嫌不足。

发明内容

因此，本发明的目的即在于提供一种图像调整装置及方法，在强调图像细腻度的同时，也能兼顾色彩的连续性。

于是，本发明的图像调整方法包括以下步骤：通过一权重产生器接收一第一图像数据及一指定数据，并依据该第一图像数据及该指定数据产生一适应权重；及通过一合成器接收该第一图像数据及一第二图像数据，且以该适应权重来合成该第一图像数据及该第二图像数据，而形成一调整后图像数据；其中，该适应权重的大小取决于该第一图像数据与该指定数据之间的差异。

而本发明的图像调整装置包括：一权重产生器，接收一第一图像数据，并为该第一图像数据产生一个相对于一指定数据的适应权重；及一合成器，接收该第一图像数据及一第二图像数据，且以该适应权重来合成该第一图像数据及该图像数据，而形成一调整后图像数据；其中，该适应权重的大小取决于该第一图像数据与该指定数据之间的差异。

附图说明

图1是一方块图，说明本发明图像调整装置的第一优选实施例；

图2是一方块图，说明第一优选实施例的权重产生器；

图3是一流程图，说明本发明图像调整方法的第一优选实施例；

图4是一示意图，说明加权距离与映射值的相对关系；

图5是一方块图，说明本发明图像调整装置的第二优选实施例的权重产生器；

图6是一流程图，说明本发明图像调整方法的第二优选实施例；及

图7是一方块图，说明本发明图像调整装置的第三优选实施例的权重产生器。

主要元件符号说明

100  图像调整装置    200  储存装置

300  图像处理器      1    记忆单元

2       权重产生器      21       距离估算模块

211     距离计算单元    212      加总单元

22      权重产生模块    221      映射单元

222     效用决定单元    223      调整单元

224     限值单元        3        合成器

4       基底转换器      ABS      色对值电路

MUL     增益器          SUB      减法器

71～75  步骤            741～744 子步骤

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的三个优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

第一优选实施例

参阅图1，本发明的图像调整装置100的第一优选实施例适用于合成一第一图像数据及一第二图像数据，而形成一调整后图像数据。其中，第一图像数据具有多个像素(以下称第一像素)，第二图像数据对应地具有多个像素(以下称第二像素)，调整后图像数据也对应地具有多个像素(以下称调整后像素)。

优选地，本例的第一图像数据是自一储存装置200取出，第二图像数据是一图像处理器300对第一图像数据进行一预定图像处理(例如：噪声抑制、对比平衡、锐利度调整，或饱和度强化)后所得到的输出。

图像调整装置100包括依序电连接的一记忆单元1、一权重产生器2及一合成器3。记忆单元1存有一查表。权重产生器2接收第一图像数据及指定数据，并基于第一图像数据、指定数据及查表来为第一图像数据产生一个适应权重W。而合成器3则接收第一图像数据及第二图像数据，且以适应权重W来合成第一图像数据及第二图像数据，而形成调整后图像数据。在本例中，图像调整装置100是以像素为单位来进行合成，指定数据具有一指定像素，指定像素例如是一个指定颜色点。

参阅图2，详细来说，权重产生器2包括依序电连接的一距离估算模块21及一权重产生模块22。距离估算模块21根据第一图像数据中的一第一像素与指定像素间的差异得到一加权距离。权重产生模块22根据查表以加权距离查询出一映射值，并据此得到适应权重W。

鉴于本例的每一像素都是建立在YCbCr坐标模型的基础上而具有三个分量，所以距离估算模块21具有三个距离计算单元211，以分别为三个分量计算各自的分量距离。除此之外，距离估算模块21还具有一加总单元212，用于加总所有距离计算单元211的输出来产生加权距离。请注意，在其它实施例中，每一像素可以是建立在其它坐标模型的基础上，也可以是具有其它数目的分量。

假设第一像素的分量是{Y，Cb，Cr}，指定像素的分量是{Y_ref1，Cb_ref1，Cr_ref1}，图像调整装置100所执行的本发明图像调整方法的第一优选实施例，会包括图3的以下步骤：

步骤71：三个距离计算单元211分别接收第一像素的三个分量Y、Cb、Cr，并分别对应地接收指定像素的三个分量Y_ref1、Cb_ref1、Cr_ref1。

步骤72：每一距离计算单元211为接收到的第一像素的分量，计算相对于指定像素的对应分量的分量距离。

本例的实施态样是：先以一减法器SUB计算出第一像素的分量和指定像素的对应分量间的差异，再以一绝对值电路ABS得出差异的绝对值，最后，再以一增益器MUL适当地放大绝对值来做为分量距离。

通常，为了减少电路面积，增益器MUL的放大倍数设定为0、1、2或4。且不同增益器MUL的放大倍数可以不同，以满足人眼对像素的不同分量的感受差异。例如：相比于彩度，亮度对人眼的刺激较高，所以接收亮度分量Y的距离计算单元211可设定较高的增益器MUL放大倍数。

步骤73：加总单元212加总所有距离计算单元211算出的分量距离，而形成加权距离。

步骤74：权重产生模块22根据记忆单元1所存的查表，以加权距离查询出映射值，并据此得到适应权重W。

在本例中，权重产生模块22包括一映射单元221。映射单元221根据记忆单元1所存的查表，以加权距离查询出映射值作为适应权重W。

请注意，这个查表记录有多个可能加权距离所分别对应的多个映射值。优选地，映射值与加权距离的相对关系如图4所示，其中，T代表一门限，d代表一步阶。

当0≤加权距离＜T，映射值为4；

当T≤加权距离＜(T+d)，映射值为3；

当(T+d)≤加权距离＜(T+2d)，映射值为2；

当(T+2d)≤加权距离＜(T+3d)，映射值为1；且

当(T+3d)≤加权距离，映射值为0。

值得注意的是，前述相对关系只是反应查表的一个范例，大致上只要映射值随着对应加权距离的增加呈现单调递减即可。

步骤75：合成器3接收第一像素和对应的第二像素，且使用适应权重W来加权第一像素和对应的第二像素，以合成出对应的调整后像素。合成方式如下：

其中，通常设定N为2的幂次方，例如：4、8、16...，以最小化硬件电路。并且，为了使第一像素和第二像素都能对调整后像素做出正向贡献，优选地，适应权重W的合理范围是0～N。

通过以上流程，可了解到以下三点：

(一)本例图像调整装置100的确能根据第一像素与指定像素的差异，来适应地改变合成器3的加权比例，所以能对第一图像数据中的不同像素给予不同的调整，而有别于现有技术。

(二)映射值会随着加权距离的加大而逐步减小，因此当第一像素近似于指定像素时，适应权重W较大；而随着两像素近似度降低，加权距离变大，适应权重W遂逐渐减小。换句话说，原先具有连续性色彩的多个像素，在本例的合成处理后仍然会维持连续特性，不会出现落差过大的色彩断层。

(三)当适应权重W较大时，调整后像素会偏向第一像素；反之，当适应权重较小时，则调整后像素会偏向第二像素。

因此，就本实施例来说，例如：第二像素是经过噪声抑制处理所得到的，会较第一像素来得模糊。如果选用的指定像素是绿色，本例可使属于草地区域的调整后像素较偏向原始的第一像素，来强化草地区域的线条。

值得注意的是，在另一实施例中，记忆单元1所存的查表中映射值随着对应加权距离的增加呈现单调递增。如果选用的指定像素是肤色，可使属于皮肤区域的调整后像素较偏向噪声抑制后的第二像素，来对皮肤区域做柔焦处理。

值得注意的是，在又一实施例中，合成器3的合成方式可以改成如下：

且值得注意的是，通常在处理一图像的所有像素时，权重产生器2会使用一指定像素、增益器MUL放大倍数及查表，但权重产生器2也可以针对图像的不同区域选用不同的指定像素、增益器MUL放大倍数及查表。

再者，本例的图像调整装置100还包括一基底转换器4，将第一像素与指定像素从原先的坐标模型转换到另一坐标模型(例如：从YCbCr转到RGB)，再送到权重产生器2。这是因为各种坐标模型解析像素的着重点不同，如果能让权重产生器2接收较适合模型的分量，势必能为那些近似该指定像素的第一像素提供更佳的适应权重W。当然，在另一态样中，第一像素与指定像素也可以直接是以该另一坐标模型为基础，这样就不用再经基底转换器4的转换了。

此外，虽然本例的该等第一像素是指从储存装置200读出的原始图像，但在实际应用中，也可以是指其它图像处理电路的输出，例如边缘锐化器。

第二优选实施例

参阅图1与图5，本发明的图像调整装置100的第二优选实施例与第一优选实施例的不同之处在于权重产生器2的权重产生模块22还包括在映射单元221之后依序电连接的一效用决定单元222、一调整单元223及一限值单元224。效用决定模块23、调整模块24及限值模块25用于根据映射值产生适应权重W。

图像调整装置100所执行的本发明图像调整方法的第二优选实施例与第一优选实施例的不同之处在于步骤74包括图6的以下子步骤：

子步骤741：映射单元221根据记忆单元1所存的查表，以加权距离查询出映射值。

子步骤742：效用决定单元222根据一效用指示来调整映射值的符号，以得到一校正值。

子步骤743：调整单元223根据校正值调整一预设权重，以得到一调整权重。例如：将校正值与预设权重相加以得到调整权重。

子步骤744：限值单元224限定调整权重落于一预设范围内，以得到适应权重。

在本实施例中，如果选用的指定像素是肤色，基于图像处理中多希望对皮肤区域做柔焦处理，所以本例可采用负数的校正值，以使调整后像素较偏向噪声抑制后的第二像素。另一方面，如果选用的指定像素是绿色，基于图像处理中多希望强化草地区域的线条，所以本例可采用正数的校正值，以使调整后像素较偏向原始的第一像素。

请注意，通常在处理一图像的所有像素时，权重产生器2会使用一效用指示及一预设权重，但权重产生器2也可以针对图像的不同区域选用不同的效用指示及预设权重。

第三优选实施例

参阅图1与图7，相较于第二优选实施例只能针对一个指定像素来改变该适应权重W，本发明的图像调整装置100的第三优选实施例的不同处在于：指定数据包括M个指定像素，权重产生器2同时参考M个指定像素来产生适应权重W。M≥2。在图7中是画出M＝2的状况。

权重产生器2包括M个距离估算模块21及一权重产生模块22。M个距离估算模块21皆接收第一像素，且分别接收M个指定像素。每一距离估算模块21根据第一像素与对应指定像素的差异，得到一加权距离。权重产生模块包括M个映射单元221、M个效用决定单元222、一调整单元223及一限值单元224。每一映射单元221以对应的加权距离查询出一映射值。每一效用决定单元222以一效用指示来调整对应的映射值的符号，以得到一校正值。调整单元223根据所有校正值调整一预设权重，以得到一调整权重。限值单元224限定调整权重落于一预设范围内，以得到一适应权重。在本实施例中，调整单元233将预设权重及所有校正值加总，以得到调整权重。

本例可以用于两两独特指定像素的距离够远的情况下。此时，如果第一像素近似于其中一指定像素，那么相关的距离估算模块21、映射单元221及效用决定单元222会送出一个非零的校正值，且其它的校正值会是零，故可全力强化该其中一指定像素的邻近色域的图像细腻度。

同理可类推第一像素近似于另一指定像素的情形。所以可预期地，本实施例能够同时判断第一像素是否位于该M个指定像素的邻近色域中，且能进一步提供不同程度的调整。又，基于指定像素相当于是指定颜色点，因此可说本例能达到针对不同颜色区域做微调的目的。当然，本例也可以用于指定像素之间距离近的情况。

综上所述，前述实施例的图像调整装置100是在至少一指定像素邻近的色域上执行像素调整，且是根据第一像素与指定像素的差异来得到适应权重W，所以可适当地维持像素值的连续性并强化图像细腻度，故确实能实现本发明的目的。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (17)

1.一种图像调整方法，包括以下步骤：

通过一权重产生器接收一第一图像数据及一指定数据，并依据所述第一图像数据及所述指定数据产生一适应权重；及

通过一合成器接收所述第一图像数据及一第二图像数据，且依据所述适应权重来合成所述第一图像数据及所述第二图像数据，而形成一调整后图像数据；

其中，所述适应权重的大小取决于所述第一图像数据与所述指定数据之间的差异。

2.根据权利要求1所述的图像调整方法，其中，所述第二图像数据是所述第一图像数据经由一预定图像处理后所产生。

3.根据权利要求1所述的图像调整方法，其中，所述第一图像数据包含一第一像素，所述指定数据包含一指定像素，所述适应权重的大小取决于所述第一像素与所述指定像素之间的差异。

4.根据权利要求1所述的图像调整方法，其中，所述第一像素包含多个分量，所述指定像素包含分别对应所述第一像素的所述多个分量的多个分量。

5.根据权利要求4所述的图像调整方法，其中，通过所述权重产生器产生所述适应权重的步骤包括以下子步骤：

计算所述第一像素中的一分量与所述指定像素的对应分量的差异，并据此得到一分量距离；

计算所述第一像素中的另一分量与所述指定像素的对应分量的差异，并据此得到另一分量距离；

加总这两个分量距离而得到一加权距离；及

根据一查表以所述加权距离查询出一映射值，并据此得到所述适应权重。

6.根据权利要求5所述的图像调整方法，其中，在得到所述适应权重的子步骤中，将所述映射值当作所述适应权重。

7.一种图像调整装置，包括：

一权重产生器，接收一第一图像数据及一指定数据，并依据所述第一图像数据及所述指定数据产生一适应权重；及

一合成器，接收所述第一图像数据及一第二图像数据，且以所述适应权重来合成所述第一图像数据及所述第二图像数据，而形成一调整后图像数据；

其中，所述适应权重的大小取决于所述第一图像数据与所述指定数据之间的差异。

8.根据权利要求7所述的图像调整装置，其中，所述第二图像数据是所述第一图像数据经由一预定图像处理后所产生。

9.根据权利要求7所述的图像调整装置，其中，所述第一图像数据包含一第一像素，所述指定数据包含一指定像素，所述适应权重的大小取决于所述第一像素与所述指定像素之间的差异。

10.根据权利要求7所述的图像调整装置，其中，所述第一像素包含多个分量，所述指定像素包含分别对应所述第一像素的所述多个分量的多个分量。

11.根据权利要求10所述的图像调整装置，还包括一存放有一查表的记忆单元，且所述权重产生器包括：

一距离估算模块，包括：

一距离计算单元，计算所述第一像素中的一分量与所述指定像素的对应分量的差异，并据此得到一分量距离；

一另一距离计算单元，计算所述第一像素中的另一分量与所述指定像素的对应分量的差异，并据此得到另一分量距离；及

一加总单元，加总这两个分量距离而得到一加权距离；及

一权重产生模块，根据所述查表以所述加权距离查询出一映射值，并据此得到所述适应权重。

12.根据权利要求11所述的图像调整装置，其中，所述权重产生器的权重产生模块将所述映射值当作所述适应权重。

13.根据权利要求11所述的图像调整装置，其中，所述权重产生器的权重产生模块包括：

一映射单元，根据所述查表以所述加权距离查询出一映射值；

一效用决定单元，根据一效用指示来调整所述映射值的符号，以得到一校正值；

一调整单元，根据所述校正值调整一预设权重，以得到一调整权重；及

一限值单元，限定所述调整权重落于一预设范围内，以得到所述适应权重。

14.根据权利要求11所述的影像调整装置，其中，所述查表记录有多个可能加权距离所分别对应的多个映射值，且所述映射值随着所述对应加权距离的增加呈现单调递减。

15.根据权利要求11所述的图像调整装置，所述指定数据还包含另一指定像素，其中，所述权重产生器还包括：

另一距离估算模块，根据所述第一像素与所述另一指定像素的差异，得到另一加权距离；

所述权重产生模块还根据所述另一加权距离得到所述适应权重。

16.根据权利要求15所述的图像调整装置，其中，所述权重产生模块包括：

两个映射单元，分别以所述加权距离及所述另一加权距离查询出所述映射值及另一映射值；

两个效用决定单元，分别根据两个效用指示来调整所述映射值及所述另一映射值的符号，以得到两个校正值；

一调整单元，将一预设权重及所述校正值加总，以得到

一调整权重；及

一限值单元，限定所述调整权重落于一预设范围内，以得到所述适应权重。

17.根据权利要求11所述的图像调整装置，所述第一像素的多个分量建立在一坐标模型的基础上，其中，所述图像调整装置还包括：

一基底转换器，将以所述坐标模型为基础的所述多个分量转换成以另一坐标模型为基础的多个分量；

所述权重产生器根据以所述另一坐标模型为基础的多个分量产生所述适应权重。

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