CN105185352A

CN105185352A - 图像的边缘修饰方法和边缘修饰装置

Info

Publication number: CN105185352A
Application number: CN201510540152.5A
Authority: CN
Inventors: 方丽婷; 张沼栋
Original assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Xiamen Tianma Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Xiamen Tianma Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: CN105185352B

Abstract

本申请公开了一种图像的边缘修饰方法和边缘修饰装置。其中，图像的边缘修饰方法包括：选取图像中的中心像素，其中，中心像素为图像中代表图像边缘的任意像素；获取中心像素和与中心像素相邻的相邻像素的亮度值；以及基于预定子像素共用方式对相邻像素进行亮度变换。按照本申请的方案，在SPR渲染之前对代表图像边缘的像素进行亮度变换，从而达到增强图像边缘与图像背景之间对比度的效果。

Description

图像的边缘修饰方法和边缘修饰装置

技术领域

本公开一般涉及图像处理技术，具体涉及图像的边缘修饰方法和边缘修饰装置。

背景技术

当前，消费者对便携移动终端的显示品位正逐步提高，高PPI(PixelperInch，每英寸像素)显示的设计开发成为显示行业的一大热点。现阶段800PPI以上的产品已经出现，但随之而来的低开口率、极高的工艺要求，导致高PPI产品良率提升困难，因此成本也难以降低。

在此背景下，SPR(SubPixelRendering，子像素渲染)技术应运而生，为高PPI技术市场化提供了一条捷径。所谓SPR技术，是指低PPI的像素阵列经合理的像素顺序排布和子像素渲染，从而具有高PPI的显示效果。

SPR技术需要通过子像素共用来实现，画面大部分位置的亮度可与RealRGB(真实RGB)保持一致。然而在非共用区域，因亮度分配不足，必然存在亮度衰减问题。为保证显示效果，有必要对这些不被共用的边缘位置作特殊处理以实现亮度/色度均一。

现有技术中，已有一些针对上述亮度衰减问题进行校正的方法。

以图1所示的SPR像素阵列100为例。图1所示的SPR像素阵列100包括沿第一方向交替重复排列的第一子像素101、第二子像素102、和第三子像素103。各子像素具有互不相同的颜色，且任意第一子像素不与其它第一子像素相邻，任意第二子像素不与其它第二子像素相邻，任意第三子像素不与其它第三子像素相邻。沿第一方向相邻的四个子像素形成一最小显示单元。例如，图1中，第一子像素101、第二子像素102、第三子像素103和另一个第一子像素104形成一最小显示单元110。此外，在进行子像素的亮度渲染时，可以为最小显示单元110中的各子像素设置亮度分配系数1/3、2/3、2/3和1/3。

图2示出了图1中各最小显示单元的示意性结构图。

如图2所示，每两个在第一方向上相邻的最小显示单元具有两个共用的子像素。也即是说，最小显示单元210与最小显示单元220具有两个共用的子像素203、204，最小显示单元220与最小显示单元230具有两个共用的子像素205、206。沿第二方向相邻的各最小显示单元之间无共用的子像素。

当在如图1所示的像素阵列中采用如图2所示的最小显示单元时，若要对图像的暗底亮边缘进行处理，其处理前后效果参见图3所示。如图3中附图标记310所示的最小显示单元上各子像素311～314的亮度值分别为1/3、2/3、2/3和1/3。在现有技术中，通常直接对SPR像素阵列中各子像素的亮度进行增强，例如，将各子像素311～314的亮度值分别乘以1.5倍。增强后的显示单元310’中，各子像素311’～314’的亮度值分别为1/2、1、1和1/2。可以看出，对暗底亮边缘按照现有的处理方法进行亮度变换后，相邻子像素的显示正常。

然而，若采用现有的方式直接对亮底暗边缘进行处理时(即，直接对代表图像边缘的子像素的亮度除以一预定系数，例如除以2)，处理前后效果参见图4所示。从图4中可以看出，最小显示单元410中包含四个子像素411～414。经边缘处理后，对应于处理前的最小显示单元410的最小显示单元410’中，与代表亮底暗边缘的最小显示单元410’相邻的420’和430’中各颜色子像素的亮度比例发生了改变，因而会导致彩色边界(coloredge)的出现，影响显示效果。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种图像的边缘修饰方法和边缘修饰装置，旨在解决如上所述的一个或多个技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种图像的边缘修饰方法，包括：选取图像中的中心像素，其中，中心像素为图像中代表图像边缘的任意像素；获取中心像素和与中心像素相邻的相邻像素的亮度值；以及基于预定子像素共用方式对相邻像素进行亮度变换。

第二方面，本申请实施例还提供了一种图像的边缘修饰装置，包括：选取模块，配置用于在图像中选取中心像素，其中，中心像素为图像中代表图像边缘的任意像素；获取模块，配置用于获取中心像素和与中心像素相邻的相邻像素的亮度值；以及亮度变换模块，配置用于基于预定子像素共用方式对相邻像素进行亮度变换。

本申请实施例提供的图像的边缘修饰方法和边缘修饰装置，可以在SPR渲染之前对代表图像边缘的像素进行亮度变换，从而达到增强图像边缘与图像背景之间对比度的效果。此外，采用本申请实施例的方案，还可以在将亮度变换后的图像进行SPR渲染时，保证相邻最小显示单元的各颜色子像素的亮度比例保持不变，从而避免彩色边界的产生。

在本申请实施例的一些实现方式中，可以根据SPR时的子像素共用方式来确定边缘修饰的具体算法，使得边缘修饰与子像素共用方式相适应，进而可使显示效果得到进一步地提升。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了一种SPR像素阵列的示意性结构图；

图2为图1中各最小显示单元的示意性结构图；

图3示出了采用现有的边缘处理方法对图像的暗底亮边缘进行处理前和处理后，图像的暗底亮边缘的亮度变化的示意图；

图4示出了采用现有的边缘处理方法对图像的亮底暗边缘进行处理前和处理后，图像的亮底暗边缘的亮度变化的示意图；

图5示出了本申请实施例的图像的边缘修饰方法的示意性流程图；

图6示出了按照本申请实施例的图像边缘修饰方法进行处理前和处理后，图像的暗底亮边缘的亮度变化的示意图；

图7示出了按照本申请实施例的图像边缘修饰方法进行处理前和处理后，图像的亮底暗边缘的亮度变化的示意图；

图8示出了本申请实施例的图像的边缘修饰装置的示意性结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参见图5所示，为本申请实施例的图像的边缘修饰方法的示意性流程图500。

具体而言，在步骤510中，选取图像中的中心像素，其中，中心像素为图像中代表图像边缘的任意像素。在这里，例如可以采用现用技术中的边缘提取算法来提取出图像的边缘。

接着，在步骤520中，获取中心像素和与中心像素相邻的相邻像素的亮度值。

例如，在一些可选的实现方式中，图像的三原色亮度阵列(即真实RGB像素排列亮度阵列)可以是已知的。图像的三原色亮度阵列，是表示图像中每个像素点的亮度的阵列。而每个像素点均包括R、G、B三个子像素。在一些可选的实现方式中，例如，图像的三原色亮度阵列可以这样表示：[X_ijY_ijZ_ij]_m×n，其中，例如X_ij、Y_ij、Z_ij可以分别代表三原色亮度阵列中，第i行第j列的像素中R、G、B三个子像素其中之一的亮度值。在这些实现方式中，由于已经获取了图像的三原色亮度矩阵，并且已在步骤520中选取了中心像素，也即是说，中心像素在图像中的位置(例如，中心像素位于图像的第几行第几列)已知，那么，该中心像素的亮度值和与该中心像素相邻的像素的亮度值均可以获得。

接着，在步骤530中，基于预定子像素共用方式对相邻像素进行亮度变换。

由于本实施例的亮度变换基于真实RGB排布的像素阵列进行，也即是说，直接对图像的三原色亮度阵列中的部分像素进行亮度变换。在对三原色亮度阵列中的部分像素完成亮度变换后，基于各像素的新的亮度值，再对应进行SPR像素阵列的子像素亮度渲染。因此，在真实RGB排布的像素阵列中进行亮度变换，可以保证代表图像边缘的中心像素和与中心像素相邻的像素变换前后的色彩不发生改变。

此外，在SPR像素阵列中，相邻最小显示单元之间具有共用的子像素。并且，在实际应用时，可以根据具体需要对SPR像素阵列设计不同的最小显示单元以及相邻最小显示单元的子像素共用方式。当选取的最小显示单元和相邻最小显示单元的子像素共用方式不同时，为SPR像素阵列中各子像素分配亮度值也产生相应的变化。因此，在本步骤中，考虑了子像素共用方式对SPR像素阵列中各子像素的亮度分配的影响。

在一些可选的实现方式中，预定子像素共用方式例如可以包括水平子像素共用和垂直子像素共用。

例如，如图2和图3所示的SPR像素阵列中，各最小显示单元之间的子像素共用方式为水平子像素共用。

然而，水平子像素共用并不是唯一的子像素共用方式。在一些可选的实现方式中，例如，同样以图1所示的SPR像素阵列为例，若选取第二方向连续排列的四个子像素作为最小显示单元，显然，沿第一方向相邻的各最小显示单元之间显然不具有共用的子像素。因而，在这样的最小显示单元的选取方式下，例如，可以设置在第二方向上相邻的两个最小显示单元具有1个、2个或3个共用的子像素。

或者，在一些可选的实现方式中，还可以在SPR像素阵列中选取最小显示单元，且沿水平方向相邻的二最小显示单元具有共用的子像素，而且沿垂直方向相邻的二最小显示单元也具有共用的子像素。

在一些可选的实现方式中，当预定子像素共用方式为水平子像素共用时，步骤530中的基于预定子像素共用方式对相邻像素进行亮度变换可以进一步包括对与中心像素水平方向相邻的两个相邻像素进行亮度变换。

例如，在对与中心像素水平方向相邻的两个相邻像素进行亮度变换时，可以对相邻像素和中间像素的亮度进行加权平均，从而得到与该中心像素水平方向相邻的相邻像素的新的亮度值。

例如，在一些应用场景中，可以用如下的计算公式来对与中心像素水平方向相邻的两个相邻像素进行亮度变换：

L'_R21＝L_R21×a+L_R22×b

L'_R23＝L_R23×c+L_R22×d

其中，L’_R21、L’_R23分别为与中心像素左侧相邻和右侧相邻的相邻像素经亮度变换后的亮度值。L_R21、L_R23分别为与中心像素左侧相邻和右侧相邻的相邻像素经亮度变换前的亮度值。L_R22为中心像素的亮度值。a、b、c、d为0～1之间的非负实数，且满足a+b＝1以及c+d＝1。这样一来，与代表图像边缘的中心像素水平方向相邻的两个像素的变换后的亮度，更加接近该中心像素的亮度，并且与图像的背景亮度的区别更加明显。此外，上述亮度变换是基于真实RGB排布的像素阵列进行。因此，在后续的SPR像素阵列的子像素亮度渲染时，图像边缘可以更加显著地凸显出来，并且相邻最小显示单元的各颜色子像素的亮度比例可以保持不变，从而可避免彩色边界的产生。

在一些可选的实现方式中，当预定子像素共用方式为垂直子像素共用时，步骤530中的基于预定子像素共用方式对相邻像素进行亮度变换可以进一步包括：对与中心像素垂直方向相邻的两个相邻像素进行亮度变换。

例如，在对与中心像素垂直方向相邻的两个相邻像素进行亮度变换时，可以对相邻像素和中间像素的亮度进行加权平均，从而得到与该中心像素垂直方向相邻的相邻像素的新的亮度值。

例如，在一些应用场景中，可以用如下的计算公式来对与中心像素垂直方向相邻的两个相邻像素进行亮度变换：

L'_R12＝L_R12×a+L_R22×b

L'_R32＝L_R32×c+L_R22×d

其中，L’_R12、L’_R32分别为与中心像素上方相邻和下方相邻的相邻像素经亮度变换后的亮度值；

L_R12、L_R32分别为与中心像素上方相邻和下方相邻的相邻像素经亮度变换前的亮度值。L_R22为中心像素的亮度值。a、b、c、d为0～1之间的非负实数，且满足a+b＝1以及c+d＝1。这样一来，与代表图像边缘的中心像素垂直方向相邻的两个像素的变换后的亮度，更加接近该中心像素的亮度，并且与图像的背景亮度的区别更加明显。此外，上述亮度变换是基于真实RGB排布的像素阵列进行。因此，在后续的SPR像素阵列的子像素亮度渲染时，图像边缘可以更加显著地凸显出来，并且相邻最小显示单元的各颜色子像素的亮度比例可以保持不变，从而可避免彩色边界的产生。

在一些可选的实现方式中，本实施例的图像的边缘修饰方法，在完成步骤530的基于预定子像素共用方式对相邻像素进行亮度变换之后，还可以包括：

步骤540，向基于预定子像素共用方式确定的最小显示单元中的各子像素进行亮度渲染。

参见图6所示，为预定的子像素共用方式为水平子像素共用时，按照本申请实施例的图像边缘修饰方法进行处理前和处理后，图像的暗底亮边缘的亮度变化的示意图。

参见图7所示，为预定的子像素共用方式为水平子像素共用时，按照本申请实施例的图像边缘修饰方法进行处理前和处理后，图像的亮底暗边缘的亮度变化的示意图。

图6和图7中，均取a＝b＝0.5，c＝1，d＝0。

从图6和图7可以看出，采用本实施例的图像边缘修饰方法进行处理后，除了原有修饰位置(即图6中610’和图7中710’所示的最小显示单元)，其邻近位置(即图6中最小显示单元620’中的子像素615’和616’，以及图7中最小显示单元720’中的子像素715’和716’)亮度亦发生相应改变，因此相邻点与修饰点颜色比例一致，无彩色边界，从而实现了锐化的显示效果。

参见图8所示，为本申请实施例的图像的边缘修饰装置的示意性结构图800。

在本实施例中，图像的边缘修饰装置可包括选取模块810、获取模块820和亮度变换模块830。

其中，选取模块810可配置用于在图像中选取中心像素。在这里，中心像素可以是图像中代表图像边缘的任意像素。

获取模块820可配置用于基于三原色亮度阵列获取中心像素和与中心像素相邻的相邻像素的亮度值。

亮度变换模块830可配置用于基于预定子像素共用方式对相邻像素进行亮度变换。

在这里，预定子像素共用方式例如可以包括水平子像素共用和垂直子像素共用。

在一些可选的实现方式中，当预定子像素共用方式为水平子像素共用时，亮度变换模块830可以进一步配置用于：对与中心像素水平方向相邻的两个相邻像素进行亮度变换。

在这些实现方式的一些应用场景中，亮度变换模块830还可以进一步配置用于对与中心像素左侧相邻和右侧相邻的相邻像素进行亮度变换。

例如，可以采用如下公式来对与中心像素左侧相邻和右侧相邻的相邻像素进行亮度变换：

L'_R21＝L_R21×a+L_R22×b

L'_R23＝L_R23×c+L_R22×d

在这里，L’_R21、L’_R23分别为与中心像素左侧相邻和右侧相邻的相邻像素经亮度变换后的亮度值。L_R21、L_R23分别为与中心像素左侧相邻和右侧相邻的相邻像素经亮度变换前的亮度值。L_R22为中心像素的亮度值。a、b、c、d为0～1之间的非负实数，且满足a+b＝1以及c+d＝1。

在一些可选的实现方式中，当预定子像素共用方式为垂直子像素共用时，亮度变换模块830可以进一步配置用于：对与中心像素垂直方向相邻的两个相邻像素进行亮度变换。

在这些实现方式的一些应用场景中，亮度变换模块830还可以进一步配置用于对与中心像素上方相邻和下方相邻的相邻像素进行亮度变换。

例如，可以采用如下公式来对与中心像素上方相邻和下方相邻的相邻像素进行亮度变换：

L'_R12＝L_R12×a+L_R22×b

L'_R32＝L_R32×c+L_R22×d

在这里，L’_R12、L’_R32分别为与中心像素上方相邻和下方相邻的相邻像素经亮度变换后的亮度值。L_R12、L_R32分别为与中心像素上方相邻和下方相邻的相邻像素经亮度变换前的亮度值。L_R22为中心像素的亮度值。a、b、c、d为0～1之间的非负实数，且满足a+b＝1以及c+d＝1。

在本实施例的图像的边缘修饰装置的一些实现方式中，还可以包括亮度渲染模块840。

亮度渲染模块840可配置用于向基于预定子像素共用方式确定的最小显示单元中的各子像素进行亮度渲染。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.一种图像的边缘修饰方法，包括：

选取所述图像中的中心像素，其中，所述中心像素为所述图像中代表图像边缘的任意像素；

获取所述中心像素和与所述中心像素相邻的相邻像素的亮度值；以及

基于预定子像素共用方式对所述相邻像素进行亮度变换。

2.根据权利要求1所述的图像的边缘修饰方法，其中：

所述预定子像素共用方式包括水平子像素共用和垂直子像素共用。

3.根据权利要求2所述的图像的边缘修饰方法，其中，当所述预定子像素共用方式为水平子像素共用时，所述基于预定子像素共用方式对所述相邻像素进行亮度变换包括：

对与所述中心像素水平方向相邻的两个所述相邻像素进行亮度变换。

4.根据权利要求3所述的图像的边缘修饰方法，其中，所述对与所述中心像素水平方向相邻的两个所述相邻像素进行亮度变换包括：

L'_R21＝L_R21×a+L_R22×b

L'_R23＝L_R23×c+L_R22×d

其中，L’_R21、L’_R23分别为与所述中心像素左侧相邻和右侧相邻的相邻像素经亮度变换后的亮度值；

L_R21、L_R23分别为与所述中心像素左侧相邻和右侧相邻的相邻像素经亮度变换前的亮度值；

L_R22为所述中心像素的亮度值；

a、b、c、d为0～1之间的非负实数，且满足a+b＝1以及c+d＝1。

5.根据权利要求2所述的图像的边缘修饰方法，其中，当所述预定子像素共用方式为垂直子像素共用时，所述基于预定子像素共用方式对所述相邻像素进行亮度变换包括：

对与所述中心像素垂直方向相邻的两个所述相邻像素进行亮度变换。

6.根据权利要求5所述的图像的边缘修饰方法，其中，所述对与所述中心像素垂直方向相邻的两个所述相邻像素进行亮度变换包括：

L'_R12＝L_R12×a+L_R22×b

L'_R32＝L_R32×c+L_R22×d

其中，L’_R12、L’_R32分别为与所述中心像素上方相邻和下方相邻的相邻像素经亮度变换后的亮度值；

L_R12、L_R32分别为与所述中心像素上方相邻和下方相邻的相邻像素经亮度变换前的亮度值；

L_R22为所述中心像素的亮度值；

a、b、c、d为0～1之间的非负实数，且满足a+b＝1以及c+d＝1。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的图像的边缘修饰方法，在所述基于预定子像素共用方式对所述相邻像素进行亮度变换之后，还包括：

向基于所述预定子像素共用方式确定的最小显示单元中的各子像素进行亮度渲染。

8.一种图像的边缘修饰装置，包括：

选取模块，配置用于在所述图像中选取中心像素，其中，所述中心像素为所述图像中代表图像边缘的任意像素；

获取模块，配置用于获取所述中心像素和与所述中心像素相邻的相邻像素的亮度值；以及

亮度变换模块，配置用于基于预定子像素共用方式对所述相邻像素进行亮度变换。

9.根据权利要求8所述的图像的边缘修饰装置，其中：

10.根据权利要求9所述的图像的边缘修饰装置，其中，当所述预定子像素共用方式为水平子像素共用时，所述亮度变换模块进一步配置用于：

11.根据权利要求10所述的图像的边缘修饰装置，所述亮度变换模块进一步配置用于对与所述中心像素左侧相邻和右侧相邻的所述相邻像素进行亮度变换；

其中：

L'_R21＝L_R21×a+L_R22×b

L'_R23＝L_R23×c+L_R22×d

L’_R21、L’_R23分别为与所述中心像素左侧相邻和右侧相邻的相邻像素经亮度变换后的亮度值；

L_R22为所述中心像素的亮度值；

a、b、c、d为0～1之间的非负实数，且满足a+b＝1以及c+d＝1。

12.根据权利要求9所述的图像的边缘修饰装置，其中，当所述预定子像素共用方式为垂直子像素共用时，所述亮度变换模块进一步配置用于：

13.根据权利要求12所述的图像的边缘修饰装置，所述亮度变换模块进一步配置用于对与所述中心像素上方相邻和下方相邻的所述相邻像素进行亮度变换；

其中：

L'_R12＝L_R12×a+L_R22×b

L'_R32＝L_R32×c+L_R22×d

L’_R12、L’_R32分别为与所述中心像素上方相邻和下方相邻的相邻像素经亮度变换后的亮度值；

L_R22为所述中心像素的亮度值；

a、b、c、d为0～1之间的非负实数，且满足a+b＝1以及c+d＝1。

14.根据权利要求8-13任意一项所述的图像的边缘修饰装置，还包括亮度渲染模块；

所述亮度渲染模块配置用于向基于所述预定子像素共用方式确定的最小显示单元中的各子像素进行亮度渲染。