CN1190066C - 数字影像放大电路的锐化加强方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是为一种数字影像放大电路的锐化加强方法与装置，其是在数字影像放大处理之前，侦测出影像的轮廓部分并选择性地锐化此部分，而使在影像放大时，轮廓部分被模糊化的程度可有效减缓，而且不会将影像中的杂讯部分加强，因此，当数字影像的解析度被放大后，仍能保持影像的清晰度，且进行锐化处理所使用的暂存器是相同于影像放大处理所使用的暂存器，故可有效减低存储器的使用而大幅降低电路成本。

Description

数字影像放大电路的锐化加强方法与装置
技术领域
本发明是有关数字影像放大电路的技术领域，尤指一种数字影像放大电路的锐化加强方法与装置。
背景技术
按，一般数字影像放大的基本方法是参考邻近像素(Pixel)的亮度信息并利用例如最近邻接(Nearest Neighbor)、双线性(Bilinear)、正方(Quadratic)、双立方(Bicubic)或查表(Look Up Table)内插法(Interpolation)来产生新的像素，如图1所示的部份影像，P1-P9为既有的像素，I1-I8为欲产生的新像素，其中，I2和I3的位置在P5的像素间隔内，如虚线所示，此二新像素的亮度信息是由原像素P1-P9所含的亮度信息配合其相对于P5的距离(Ix，Iy)计算求得，在计算过程中，是先由P1-P9的亮度信息求出多项式方程的系数，再由距离值(Ix，Iy)内插出I2及I3，而在施行的电路上，P1、P2和P3同属一行，P4、P5和P6则属下一行，P7、P8和P9则属下二行，因此，为同时取得P1-P9的信息，在电路上必须设计能储存此二行信息的暂存器，如原影像解析度为1024×960(水平×垂直)，则需1024×2个暂存器。
以前述的内插法虽可增加影像的解析度，然而，其亦会使得影像的轮廓(Profile)部份变得模糊，因而必需再进行后续的锐化处理才能改善影像轮廓模糊的现象，而后续的锐化处理亦需额外的存储器暂存器，故将导致存储器资源的耗费。因此，前述数字影像放大的方法实有予以改进的必要。
发明人爰因于此，本于积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的“数字影像放大电路的锐化加强方法与装置”，几经研究实验终至完成此项新颖进步的发明。
发明内容
本发明的一目的是在提供一种数字影像放大电路的锐化加强方法与装置，其可在影像放大的前侦测并锐化影像的轮廓部份，使数字影像的解析度被放大后，仍能保持影像的清晰度。
本发明的另一目的是在提供一种数字影像放大电路的锐化加强方法与装置，其可有效避开杂讯，使杂讯不被做锐化处理。
本发明的再一目的是在提供一种数字影像放大电路的锐化加强方法与装置，其所使用的暂存器是与影像放大处理所使用的暂存器相同，而可降低电路的成本。
为达前述的目的，本发明一种数字影像放大电路的锐化加强装置，其特征在于，主要包括：
一暂存器，是用以暂存欲处理的输入影像像素；
一轮廓侦测单元，包括：
一方向性滤波器，是对输入影像像素进行数个方向的带通滤波处理，以产生输入影像像素在该等方向的边际输出值；
一加法器，将该等边际输出值相加后得到一整体边际输出值；及
一选择器，是依据该整体边际输出值的大小而提供一第一增益值及一第二增益值，使得所提供的第一增益值的大小是与该整体边际输出值的大小成正比，且所提供的第二增益值的大小是与该整体边际输出值的大小成反比；以及
一外形分析处理单元，包括：
一高通滤波器及一低通滤波器，是用以对输入影像的像素进行滤波处理，以分别获致输入影像的像素的边际成分与平坦成分；及
一第一增益器，其将该边际乘分乘上该第一增益值；一第二增益器，其将该平坦成分乘上该第二增益值；前述经增益处理后的边际成分与平坦成分相加后再与原像素相加，而获致新像素。
其中该轮廓侦测单元的方向性滤波器是对输入影像进行水平、垂直、右斜角及左斜角方向的带通滤波处理，以产生输入影像像素在水平、垂直、右斜角及左斜角方向的边际输出值。
其中该选择器预设有多个临界值，以供与该整体边际输出值相比较，以便以根据该整体边际输出值所在的临界值范围而提供预设对应的第一增益值与第二增益值。
其中该锐化加强的新像素是储存于该暂存器，而可供以该暂存器进行影像放大处理。
本发明一种数字影像放大电路的锐化加强方法，其特征在于，主要包括下述的步骤：
(A)对输入影像像素进行数个方向的带通滤波处理，以产生输入影像像素在该等方向的边际输出值；
(B)将该等边际输出值相加后得到一整体边际输出值；
(C)依据该整体边际输出值的大小而提供一第一增益值及一第二增益值；
(D)对输入影像像素进行高通滤波及低通滤波处理，以分别获致输入影像像素的边际成分与平坦成分；
(E)将该边际成分乘上该第一增益值，及将该平坦成分乘上该第二增益值；及
(F)将前述经增益处理后的边际成分与平坦成分相加后再与原像素相加，而获致新像素。
其中于步骤(C)中，所提供的第一增益值的大小是与该整体边际输出值的大小成正比，且所提供的第二增益值的大小是与该整体边际输出值的大小成反比。
其中步骤(A)是对输入影像像素进行水平、垂直、右斜角及左斜角方向的带通滤波处理，以产生输入影像像素在水平、垂直、右斜角及左斜角方向的边际输出值。
其中于步骤(A)中所输入的影像像素是暂存于一暂存器。
其中于步骤(F)所得的新像素是储存于该暂存器，而可供以该暂存器进行影像放大处理。
由于本发明设计新颖，能提供产业上利用，且确有增进功效，故依法申请专利。
附图说明
为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例的详细说明如后，其中：
图1是以内插法将数字影像放大的示意图；
图2是本发明的数字影像放大电路的锐化加强装置的方块图；
图3是以本发明的数字影像放大电路的锐化加强方法对输入影像的像素进行锐化及平坦化处理的示意图；
图4是为依据本发明的外形分析处理单元的方块图；
图5是为依据本发明的轮廓侦测单元的方块图。
具体实施方式
有关本发明的数字影像放大电路的锐化加强方法与装置的一较佳实施例，请先参照图2所示，其是在影像放大(Image Scalar-up)的前，以轮廓侦测单元21(Profile Detection)及外形分析处理单元22(OutlineAnalytic Process)对输入影像的像素进行锐化及平坦化的前处理，配合图3所示，所处理的输入影像的像素是先储存于暂存器23中，例如原先所暂存的像素为P1-P9，而经过锐化及平坦化的前处理后，原本像素P5的亮度信息被取代为P5，之后，影像像素再进入影像放大单元24以提高解析度。
图4显示前述外形分析处理单元22的架构，其具有一高通滤波器41及一低通滤波器42以对输入影像的像素P5进行滤波处理，由于高通滤波器41只允许影像的高频边际部分通过，因此，以高通滤波器41可获致输入影像的像素P5的边际(Border)成分，而低通滤波器42只允许影像的低频平坦部分通过，因此，以低通滤波器42可获致输入影像的像素P5的平坦(Plain)成分。前述的边际成分再经一第一增益器43的处理，以乘上一第一增益值，而前述的平坦成分则经一第二增益器44的处理，以乘上一第二增益值，前述经增益处理后的边际成分与平坦成分相加后再与原像素P5相加，便获致锐化及平坦化的处理后的新像素P5。
前述外形分析处理单元22中的增益器43及44的增益值是由该轮廓侦测单元21所提供，参照图5所示，该轮廓侦测单元21包括一方向性滤波器51、一加法器52及一选择器53，该方向性滤波器51是对输入影像进行例如水平、垂直、45度斜角及135度斜角等数个方向的带通滤波处理，以产生输入影像像素在水平、垂直、右斜角及左斜角方向的边际输出值SOB1-4，经以加法器52将SOB1-4相加后得到整体的边际输出值SOB(Sum of Border)，其中，当SOB越大时，表示影像像素P5极可能为轮廓部份，而当SOB越小时，表示影像像素P5极可能为平坦部份。
该选择器53该SOB值的大小而选择第一增益值及第二增益值，而当SOB为大时，由于影像像素P5极可能为轮廓部份，因此，其是提供一大的第一增益值及一小的第二增益值，据以可加强边际成分及减缓影像的平坦成分，据此可将影像的轮廓部份予以锐化。反之，当SOB为小时，由于影像像素P5极可能为平坦部份或可能为杂讯，无须锐化而是提供一小的第一增益值及一大的第二增益值，据以可以去除杂讯并使影像更平滑。此选择器53在实施上可预设有多个临界值TH1-THn，以供与SOB值相比较，以便以根据SOB值所在的临界值范围而提供预设对应的第一增益值与第二增益值，而使得所提供的第一增益值的大小是与该整体边际输出值的大小成正比，且所提供的第二增益值的大小是与该整体边际输出值的大小成反比。
再请参照图2及图3所示，暂存器23的影像像素经前述轮廓侦测单元21及外形分析处理单元22的锐化及平坦化处理后，仍保持在该暂存器23中，而可由影像放大单元24以例如内插法将解析度放大，而在此放大处理过程中仍是以该暂存器23作为暂存影像图素之用，无需额外的存储器。
由以上的说明可知，本发明是在数字影像放大处理之前，侦测出影像的轮廓部份并选择性地锐化此部份，而使在影像放大时，轮廓部份被模糊化的程度可有效减缓，而且不会将影像中的杂讯部份加强，因此，当数字影像的解析度被放大后，仍能保持影像的清晰度。此外，以轮廓侦测单元及外形分析处理单元对输入影像的像素进行锐化及平坦化的处理所使用的暂存器，是相同于影像放大处理所使用的暂存器，因此，相较于传统影像放大及锐化处理需要各自的暂存器，本发明是以共用暂存器而可有效减低存储器的使用而大幅降低电路成本。
综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，在在均显示其迥异于习知技术的特征，实为一极具实用价值的发明。惟应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (9)

1.一种数字影像放大电路的锐化加强装置，其特征在于，主要包括：
一暂存器，是用以暂存欲处理的输入影像像素；
一轮廓侦测单元，包括：
一方向性滤波器，是对输入影像像素进行数个方向的带通滤波处理，以产生输入影像像素在该等方向的边际输出值；
一加法器，将该等边际输出值相加后得到一整体边际输出值；及
一选择器，是依据该整体边际输出值的大小而提供一第一增益值及一第二增益值，使得所提供的第一增益值的大小是与该整体边际输出值的大小成正比，且所提供的第二增益值的大小是与该整体边际输出值的大小成反比；以及
一外形分析处理单元，包括：
一高通滤波器及一低通滤波器，是用以对输入影像的像素进行滤波处理，以分别获致输入影像的像素的边际成分与平坦成分；及
一第一增益器，其将该边际乘分乘上该第一增益值；一第二增益器，其将该平坦成分乘上该第二增益值；前述经增益处理后的边际成分与平坦成分相加后再与原像素相加，而获致新像素。
2.如权利要求1所述的数字影像放大电路的锐化加强装置，其特征在于，其中该轮廓侦测单元的方向性滤波器是对输入影像进行水平、垂直、右斜角及左斜角方向的带通滤波处理，以产生输入影像像素在水平、垂直、右斜角及左斜角方向的边际输出值。
3.如权利要求1所述的数字影像放大电路的锐化加强装置，其特征在于，其中该选择器预设有多个临界值，以供与该整体边际输出值相比较，以便以根据该整体边际输出值所在的临界值范围而提供预设对应的第一增益值与第二增益值。
4.如权利要求1所述的数字影像放大电路的锐化加强装置，其特征在于，其中该锐化加强的新像素是储存于该暂存器，而可供以该暂存器进行影像放大处理。
5.一种数字影像放大电路的锐化加强方法，其特征在于，主要包括下述的步骤：
(A)对输入影像像素进行数个方向的带通滤波处理，以产生输入影像像素在该等方向的边际输出值；
(B)将该等边际输出值相加后得到一整体边际输出值；
(C)依据该整体边际输出值的大小而提供一第一增益值及一第二增益值；
(D)对输入影像像素进行高通滤波及低通滤波处理，以分别获致输入影像像素的边际成分与平坦成分；
(E)将该边际成分乘上该第一增益值，及将该平坦成分乘上该第二增益值；及
(F)将前述经增益处理后的边际成分与平坦成分相加后再与原像素相加，而获致新像素。
6.如权利要求5所述的数字影像放大电路的锐化加强方法，其特征在于，其中于步骤(C)中，所提供的第一增益值的大小是与该整体边际输出值的大小成正比，且所提供的第二增益值的大小是与该整体边际输出值的大小成反比。
7.如权利要求6所述的数字影像放大电路的锐化加强方法，其特征在于，其中步骤(A)是对输入影像像素进行水平、垂直、右斜角及左斜角方向的带通滤波处理，以产生输入影像像素在水平、垂直、右斜角及左斜角方向的边际输出值。
8.如权利要求5所述的数字影像放大电路的锐化加强方法，其特征在于，其中于步骤(A)中所输入的影像像素是暂存于一暂存器。
9.如权利要求8所述的数字影像放大电路的锐化加强方法，其特征在于，其中于步骤(F)所得的新像素是储存于该暂存器，而可供以该暂存器进行影像放大处理。
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