CN106131392A - 图像处理器、显示图像处理方法及相关电子装置 - Google Patents

图像处理器、显示图像处理方法及相关电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种图像处理器、显示图像处理方法及相关电子装置。图像处理器包括：接收单元，用来接收图像/视频数据及对应的元数据；信息分析器，用来分析该图像/视频的该对应的元数据来产生用以指示图像/视频品质增强的强度的至少一个分析结果；以及调整电路，耦接于该信息分析器，用来依据该分析结果来调整图像/视频品质。本发明所公开的图像处理器、显示图像处理方法及相关电子装置，以分析图像/视频数据的元数据来分别地决定出噪声抑制操作、色彩增强操作、锐度增强操作的适当强度，因此，大部分的图像就可以获得最佳的图像品质提升。

Description

图像处理器、显示图像处理方法及相关电子装置
技术领域
本发明有关于图像处理，特别是有关于一种图像处理器、显示图像处理方法及相关电子装置。
背景技术
显示器通常包括图像处理器，其用来执行图像增强操作(image enhancementoperations)，譬如，噪声抑制(noise reduction)、色彩增强(color enhancement)以及锐度增强(sharpness enhancement)。然而，这些图像增强操作的功能参数设定是广泛地对各式各样的图像来制定的，而此种处理方法可能无法对每一种图像均提供最佳的提升效果，例如，在一个有噪声的图像上进行过度的增强操作，反而会带来噪声伪影(noise artifact)效果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种图像处理器、显示图像处理方法及相关电子装置。
依据本发明一实施方式，提供一种图像处理器，包括：接收单元，用来接收图像/视频数据及对应的元数据；信息分析器，用来分析该图像/视频的该对应的元数据来产生用以指示图像/视频品质增强的强度的至少一个分析结果；以及调整电路，耦接于该信息分析器，用来依据该分析结果来调整图像/视频品质。
依据本发明另一实施方式，提供一种显示图像处理方法，包括：接收图像/视频数据及对应的元数据；分析该图像/视频的该对应的元数据来产生用以指示图像/视频品质增强的强度的至少一个分析结果；以及依据该分析结果来调整图像/视频品质。
依据本发明又一实施方式，提供一种电子装置，包括：图像传感器，用来捕获光线以产生原始图像数据；图像信号处理器，耦接于该图像传感器，用来处理该原始图像数据以产生图像数据及对应的元数据；存储器，耦接于该图像信号处理器，用来储存该图像信号处理器所产生的该图像数据及该对应的元数据；以及图像处理器，耦接于该存储器，用来从该存储器中得到该图像数据及该对应的元数据，分析该图像数据的该对应的元数据来产生用以指示图像品质增强的强度的至少一个分析结果，以及依据该分析结果来调整图像/视频品质。
本发明所提供的图像处理器、显示图像处理方法及相关电子装置，以分析图像/视频数据的元数据来分别地决定出噪声抑制操作、色彩增强操作、锐度增强操作的适当强度，因此，大部分的图像就可以获得最佳的图像品质提升。
对于已经阅读后续由各附图及内容所显示的较佳实施方式的本领域的技术人员来说，本发明的各目的是明显的。
附图说明
图1为本发明一实施例的电子装置的示意图。
图2为本发明一实施例的图像处理器的示意图。
图3为显示本发明一实施例的ISO速度与噪声抑制的强度之间的关系图。
图4为显示本发明一实施例的ISO速度与色彩增强的强度之间的关系图。
图5为显示本发明一实施例的ISO速度与锐度增强的强度之间的关系图。
图6为显示本发明一实施例的快门速度与锐度增强的强度之间的关系图。
图7为显示本发明一实施例的比特率与噪声抑制的强度之间的关系图。
图8为显示本发明一实施例的比特率与色彩增强的强度之间的关系图。
图9为显示本发明一实施例的比特率与锐度增强的强度之间的关系图。
图10为显示本发明一实施例的显示图像处理方法的流程图。
具体实施方式
在权利要求书及说明书中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本权利要求书及说明书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在权利要求书及说明书中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。另外，「耦接」一词在此包括任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表所述第一装置可直接电连接于所述第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电连接至所述第二装置。
请参照图1，图1为本发明一实施例的电子装置100的示意图。如图1所示，电子装置100包括图像传感器(image sensor)110、视频解码器(video decoder)120、图像信号处理器(image signal processor，ISP)130、存储器140、图像处理器150以及显示面板160。在本实施例中，电子装置100可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、照相机或任何其他有显示面板的装置。
在图1中，图像传感器110可能会以互补金属氧化物半导体(complementarymetal oxide semiconductor，CMOS)传感器或电荷耦合元件(charge coupled device，CCD)传感器来实施，而图像传感器110用来捕获光线以产生原始图像数据(rawimage data)。视频解码器120用来解码视频流(video stream)以产生视频数据至存储器140，其中该视频流可能是来自以无线连接或以网络连接的其他电子装置，或是来自其他适当的来源，而且视频标头(video header)包括元数据(metadata)，譬如，比特率(bit-rate)和/或图像分辨率。图像信号处理器130用来从图像传感器110接收该原始图像数据，并处理该原始图像数据以产生图像数据及对应的元数据，其中该元数据可能包括关于产生该原始图像数据的信息，譬如，ISO速度(其基于国际标准化组织(International Standardization Organization，ISO)的标准)、快门速度和/或光圈值(aperture value)。此外，ISO速度用来控制吸收光线的传感器的灵敏度，ISO速度越高，则传感器对光线就越灵敏。
在一个实施例中，图像信号处理器130将图像数据及对应的元数据进一步打包(packet)以使其符合联合图像专家小组(Joint Photographic Experts Group，JPEG)格式，而且该对应的元数据在此JPEG档案中是可交换图像档案格式(exchangeable image file format，EXIF)信息。存储器140用来储存要被显示的图像数据及视频数据。图像处理器150用来从存储器140取得该图像/视频数据及对应的元数据，分析该图像/视频数据的元数据来产生至少一个分析结果，以指示所要施加的图像品质增强的强度/程度(strength or degree)，以及依据该分析结果来调整图像/视频品质以产生已调整的图像/视频数据。然后，该已调整的图像/视频数据就会被传送到显示面板160，并显示于其上。
请参照图2，图2为本发明一实施例的图像处理器150的示意图。如图2所示，图像处理器150包括接收单元210、信息分析器220以及调整电路230，其中调整电路230包括噪声抑制单元(noise reduction unit)232、色彩增强单元(colorenhancement unit)234以及锐度增强单元(sharpness enhancement unit)236。在图2中，接收单元210用来从存储器140接收图像/视频数据及对应的元数据，信息分析器220用来分析该图像/视频的元数据来产生分析结果，以及调整电路230依据该分析结果来调整图像/视频数据，以产生已调整的图像/视频数据。以下说明中将详述信息分析器220及调整电路230的操作细节。
关于噪声抑制单元232、色彩增强单元234以及锐度增强单元236的操作方面，噪声抑制单元232可以通过使用传统的时间域(temporal)或空间域(spatial)噪声抑制滤波器(noise reduction filter)或移动自适应补偿(motion-adaptivecompensation)方法来对图像数据进行噪声抑制操作，其中噪声抑制操作的强度可以通过设定时间域或空间域噪声抑制滤波器的系数的方式来设定；色彩增强单元234可以通过使用传统的色度、饱和度、亮度(hue、saturation、value，HSV)元件的方式来对图像数据进行色彩增强操作；以及，锐度增强单元236可以通过使用传统的边缘对比增强(edge contrast enhancement)方法来对图像数据进行锐度增强操作。因为熟悉此技术者应该可以了解噪声抑制、色彩增强及锐度增强操作的运作方式以及这些操作的强度是如何来设定的，所以在此省略进一步的叙述。
在一个实施例中，假设图像处理器150从存储器140中接收到JPEG格式的图像档案，则信息分析器220就会从EXIF信息中提取(extract)ISO速度信息，并且分析该ISO速度的级别(level)来产生分析结果，而噪声抑制单元232、色彩增强单元234以及锐度增强单元236则分别地依据该分析结果来决定他们的操作的增强强度。详细来说，因为较低的ISO速度可能意味着较低的图像噪声大小(magnitude)，因此，当图像数据的ISO速度不高时，噪声抑制单元232会在该图像数据上应用弱的(weak)噪声抑制，色彩增强单元234则会在该图像数据上应用高强度的色彩增强(即，强的(strong)色彩增强)，而锐度增强单元236则会在该图像数据上应用高强度的锐度增强(即，强的(strong)锐度增强)。在另一方面，因为较高的ISO速度可能意味着较高的图像噪声大小，因此，当图像数据的ISO速度比较高时，噪声抑制单元232会在该图像数据上应用强的(strong)噪声抑制以避免噪声被强化，色彩增强单元234则会在该图像数据上应用低强度的色彩增强(即，弱的(weak)色彩增强)以避免噪声被强化，而锐度增强单元236则会在该图像数据上应用低强度的锐度增强(即，弱的(weak)锐度增强)以避免噪声被强化。
图3为显示本发明一实施例的ISO速度与噪声抑制的强度之间的关系图，图4为显示本发明一实施例的ISO速度与色彩增强的强度之间的关系图，图5为显示本发明一实施例的ISO速度与锐度增强的强度之间的关系图。参照图3到图5，ISO速度越低，则噪声抑制操作的强度越低，色彩增强操作的强度越高，以及锐度增强操作的强度越高。要注意的是，图3到图5所示的线性关系仅为说明用，并非是本发明的限制。在其他实施例中，ISO速度与噪声抑制/色彩增强/锐度增强的强度之间的关系，可以依设计者的考量来决定。
在另一个实施例中，信息分析器220可以从EXIF信息中提取(extract)快门速度信息，并且分析该快门速度的级别来产生分析结果，而锐度增强单元236则会依据该分析结果来决定增强强度。详细来说，因为较高的快门速度可能意味着图像是在环境光线较强时所补获的(captured)(即，意味着图像数据会具有轻微的移动模糊(motion blur))，因此，当图像数据的快门速度较高时，锐度增强单元236会在该图像数据上应用正常或低强度的锐度增强操作。在另一方面，因为较低的快门速度可能意味着图像数据会具有严重的移动模糊，因此，当图像数据的快门速度较低时，锐度增强单元236会在该图像数据上应用高强度的锐度增强操作来强化图像清晰度。
图6为显示本发明一实施例的快门速度与锐度增强的强度之间的关系图。参照图6，快门速度越低，则锐度增强操作的强度越高。要注意的是，图6所示的线性关系仅为说明用，并非是本发明的限制。在其他实施例中，快门速度与锐度增强的强度之间的关系，可以依设计者的考量来决定。
在一个实施例中，假设图像处理器150从存储器140中接收到视频数据，则信息分析器220就会从视频标头中提取比特率信息(即，元数据)，并且会分析该比特率的级别来产生分析结果，而噪声抑制单元232、色彩增强单元234以及锐度增强单元236则分别地依据该分析结果来决定他们的操作的增强强度。详细来说，因为较低的比特率可能指出视频数据遭受到编码伪影(coding artifact)的影响，譬如，方块噪声(blocking noise)或蚊状噪声(mosquito noise)，因此，当比特率较低时，噪声抑制单元232会在视频数据上应用强的噪声抑制以避免噪声被强化，色彩增强单元234则会在视频数据上应用低强度的色彩增强(即，弱的色彩增强)以避免噪声被强化，而锐度增强单元236则会在视频数据上应用低强度的锐度增强(即，弱的锐度增强)以避免噪声被强化。
要注意的是，为了避免噪声被强化，色彩增强操作及锐度增强操作应该是在噪声抑制操作执行完毕之后才会进行。
图7为显示本发明一实施例的比特率与噪声抑制的强度之间的关系图，图8为显示本发明一实施例的比特率与色彩增强的强度之间的关系图，图9为显示本发明一实施例的比特率与锐度增强的强度之间的关系图。参照图7到图9，比特率越低，则噪声抑制操作的强度越高，色彩增强操作的强度越低，以及锐度增强操作的强度越低。要注意的是，图7到图9所示的线性关系仅为说明用，并非是本发明的限制。在其他实施例中，比特率与噪声抑制/色彩增强/锐度增强的强度之间的关系，可以依设计者的考量来决定。
图10为显示本发明一实施例的显示图像处理方法的流程图。参照上述所揭露的内容，而将该流程描述如下：
步骤1000：流程开始。
步骤1002：提取图像/视频数据的元数据。
步骤1004：分析元数据来产生分析结果。
步骤1006：决定所要施加的增强操作的强度/程度(strength or degree)。
步骤1008：依据所决定的强度来对图像/视频数据进行增强操作。
步骤1010：决定是否已处理完全部的图像/视频数据？若是，进行步骤1012，反之，返回步骤1002。
步骤1012：流程结束。
简单总结来说，在本发明的图像处理器及相关显示图像处理方法之中，以分析图像/视频数据的元数据来分别地决定出噪声抑制操作、色彩增强操作、锐度增强操作的适当强度，也就是说，这些操作的强度是可以被适应性地决定的，因此，大部分的图像就可以获得最佳的图像品质提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，凡依本发明权利要求所做的均等变化和修饰，均应属本发明的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种图像处理器，其特征在于，包括：
接收单元，用来接收图像/视频数据及对应的元数据；
信息分析器，用来分析该图像/视频的该对应的元数据来产生用以指示图像/视频品质增强的强度的至少一个分析结果；以及
调整电路，耦接于该信息分析器，用来依据该分析结果来调整图像/视频品质。
2.如权利要求1所述的图像处理器，其特征在于，该接收单元接收具有联合图像专家小组格式的该图像数据，并且该对应的元数据是可交换图像档案格式信息。
3.如权利要求1所述的图像处理器，其特征在于，该元数据包括ISO速度的信息。
4.如权利要求3所述的图像处理器，其特征在于，该调整电路依据该分析结果来对该图像数据进行至少一噪声抑制操作，而且该ISO速度越低，则该噪声抑制操作的强度越低。
5.如权利要求3所述的图像处理器，其特征在于，该调整电路依据该分析结果来对该图像数据进行至少一色彩增强操作，而且该ISO速度越低，则该色彩增强操作的强度越高。
6.如权利要求3所述的图像处理器，其特征在于，该调整电路依据该分析结果来对该图像数据进行至少一锐度增强操作，而且该ISO速度越低，则该锐度增强操作的强度越高。
7.如权利要求1所述的图像处理器，其特征在于，该元数据包括快门速度的信息。
8.如权利要求7所述的图像处理器，其特征在于，该调整电路依据该分析结果来对该图像数据进行至少一锐度增强操作，而且该快门速度越低，则该锐度增强操作的强度越高。
9.如权利要求1所述的图像处理器，其特征在于，该接收单元接收该视频数据，且该对应的元数据是该视频数据的比特率信息。
10.如权利要求9所述的图像处理器，其特征在于，该调整电路依据该分析结果来对该视频数据进行至少一噪声抑制操作，而且该视频数据的比特率越高，则该噪声抑制操作的强度越低。
11.如权利要求9所述的图像处理器，其特征在于，当执行完该噪声抑制操作之后，该调整电路会依据该分析结果来对该视频数据进行至少一色彩增强操作，而且该视频数据的比特率越高，则该色彩增强操作的强度越高。
12.如权利要求9所述的图像处理器，其特征在于，当执行完该噪声抑制操作之后，该调整电路会依据该分析结果来对该视频数据进行至少一锐度增强操作，而且该视频数据的比特率越高，则该锐度增强操作的强度越高。
13.一种显示图像处理方法，其特征在于，包括：
接收图像/视频数据及对应的元数据；
分析该图像/视频的该对应的元数据来产生用以指示图像/视频品质增强的强度的至少一个分析结果；以及
依据该分析结果来调整图像/视频品质。
14.如权利要求13所述的显示图像处理方法，其特征在于，该图像数据具有联合图像专家小组格式，并且该对应的元数据是可交换图像档案格式信息。
15.如权利要求13所述的显示图像处理方法，其特征在于，该元数据包括国际标准化组织速度的信息或快门速度的信息。
16.如权利要求13所述的显示图像处理方法，其特征在于，该接收步骤包括接收该视频数据，以及该对应的元数据是该视频数据的比特率信息。
17.一种电子装置，其特征在于，包括：
图像传感器，用来捕获光线以产生原始图像数据；
图像信号处理器，耦接于该图像传感器，用来处理该原始图像数据以产生图像数据及对应的元数据；
存储器，耦接于该图像信号处理器，用来储存该图像信号处理器所产生的该图像数据及该对应的元数据；以及
图像处理器，耦接于该存储器，用来从该存储器中得到该图像数据及该对应的元数据，分析该图像数据的该对应的元数据来产生用以指示图像品质增强的强度的至少一个分析结果，以及依据该分析结果来调整图像/视频品质。
18.如权利要求17所述的电子装置，其特征在于，该图像信号处理器将该图像数据及该对应的元数据进一步打包以使其符合联合图像专家小组格式，而且该对应的元数据是可交换图像档案格式信息。
19.如权利要求17所述的电子装置，其特征在于，该对应的元数据包括ISO速度的信息或快门速度的信息。
20.如权利要求17所述的电子装置，其特征在于，还包括：
视频解码器，用来解码视频流以产生视频数据及对应的元数据给该图像处理器；
其中该图像处理器另分析该视频数据的该对应的元数据来产生用以指示图像品质增强的强度的另一分析结果，并且依据该另一分析结果来调整视频品质。
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