CN1808497A - 影像处理单元及其影像处理方法 - Google Patents

Abstract

一种影像处理方法，包括步骤：接收一影像，其包括以矩阵排列的多个像素，各像素具有一像素资料；计算各像素与其周围像素的一像素资料变异值，并将像素据以分类为至少一第一类像素与一第二类像素；将第一类像素以一第一滤镜处理，且将第二类像素以一第二滤镜处理。

Description

影像处理单元及其影像处理方法

技术领域

本发明是有关于一种资料处理方法，且特别是有关于一种影像处理方法。

背景技术

由于数字化的资料有易于保存，也易于修饰的优点，近年来有逐渐将原先以类比信号储存的信息，例如是：声音、影像等，转换为数字信号储存的趋势。

一般来说，传统的数字影像处理方法是将整张图面以柔化滤镜(smooth filter)处理，以去除画面中的杂讯。之后，再将整张图面以锐化滤镜(sharpen filter)处理，以强化边界，提高影像对比。

然而，传统的影像处理效果会产生抵销作用。由于在第一次柔化处理中，早已减弱影像对比，导致第二次锐化效果不显著，甚至可能会提高杂讯。此外，对整张图面进行效果相互抵销的处理，等于是造成不必要的时间与资源浪费。

发明内容

有监于此，本发明的目的就是在提供一种影像处理方法，将影像先分类再局部处理，可以让影像处理的每一步骤都更有效率，以经济化影像处理单元内部资源以及影像处理时间。

根据本发明的目的，提出一种影像处理方法，其特征在于，包括步骤：

接收一影像，其包括以矩阵排列的多个像素，各像素具有一像素资料；

计算各该些像素与其周围像素的一像素资料变异值，并将各该些像素据以分类为至少一第一类像素或一第二类像素；以及

将该第一类像素以一第一滤镜处理，且将该第二类像素以一第二滤镜处理。

其中该将该些像素分类的步骤还包括：

计算各该些像素的亮度值；

计算每该些像素与其周围像素的一亮度变异值；以及

比较该亮度变异值与一第一临界值，并据以将该些像素至少区分为该第一类像素以及该第二类像素。

其中各该些像素资料包括一红资料、一绿资料以及一蓝资料，各该些像素的亮度值是该红资料、该绿资料以及该蓝资料的平均值。

其中该像素的该亮度变异值的计算方式包括步骤：

计算该像素的亮度值；

计算该像素周围的该些像素的多个亮度值；以及

分别计算该像素的亮度值与各该些周围像素的亮度值的差量的绝对值，并加总以得到该亮度变异值。

其中该像素的分类依据是将该亮度变异值大于该第一临界值的该像素归类为一第一类像素，将该亮度变异值小于该第一临界值的该像素归类为一第二类像素。

其中该第一滤镜是一锐化滤镜，该第二滤镜是一柔化滤镜。

其中该将该些像素分类的步骤还包括：

设定一第一临界值以及一第二临界值，且该第一临界值大于该第二临界值；

将该亮度变异值大于该第一临界值的像素归类于该第一类像素；

将该亮度变异值介于该第一临界值与该第二临界值间的像素归类于一第三类像素；

将该亮度变异值小于该第二临界值的像素归类于该第二类像素。

其中该分类处理该些像素资料的步骤还包括：

将该第一类像素以一锐化滤镜处理；

保留该第三类像素资料；以及将该第二类像素以一柔化滤镜处理。

其中该锐化滤镜处理的步骤包括：

比较该像素的亮度值以及其周围该些像素的一亮度平均值；以及

当该亮度值大于该亮度平均值时，增加该像素的该亮度值；以及

当该亮度值小于该亮度平均值时，降低该像素的该亮度值。

其中该柔化滤镜的处理步骤包括：

计算该像素以及其周围该些像素的一亮度平均值；以及

将该像素的亮度值转换为该亮度平均值。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下，其中：

图1绘示依照本发明一较佳实施例的影像处理单元的方块图。

图2绘示依照本发明一较佳实施例的影像处理方法的流程图。

图3是一影像的示意图。

具体实施方式

本发明的影像处理方法是先将像素依其亮度分类，再将不同类别的像素分别处理，以达到较佳的影像处理效果，或是花费较短暂的处理时间。以下是举一较佳实施例做详细说明，然本实施例仅为本发明的发明精神下的一种实施方式，并不会对本发明的欲保护范围作限缩。

请参照图1，其绘示依照本发明一较佳实施例的影像处理单元的方块图。本实施例的影像处理单元100，用以处理一视讯，影像处理单元10包括：分类器(multiplexer)70、第一滤镜80以及第二滤镜90。分类器70是接收视讯的一影像，并据以分类。第一滤镜80是用以处理第一类像素，第二滤镜90是用以处理一第二类像素。

请同时参照图1及图2，图2绘示依照本发明一较佳实施例的影像处理方法的流程图。本实施例的影像处理方法至少包括步骤S101-S103：接收一影像，其包括以矩阵排列的多个像素，各像素具有一像素资料；计算各些像素与其周围像素的一像素资料变异值，并将各该些像素据以分类为至少一第一类像素或一第二类像素；将第一类像素以一第一滤镜处理，且将第二类像素以一第二滤镜处理。藉此，影像是分类处理完成。

图3是一影像的示意图。在步骤S101中，分类器70接收-影像，其包括以矩阵排列的多个像素P₁₁，P₁₂，…，Pnm，各像素具有一像素资料，每一像素资料包括一红资料、一绿资料以及一蓝资料。

在步骤S102中，分类器70将像素分类，其详细步骤描述如下。首先，分类器70计算每一像素的亮度值A₁₁，A₁₂，…Anm；各些像素的亮度值是红资料R、绿资料G以及蓝资料B的平均值，如算式(1)所示。

$A=\frac{R+G+B}{3}---\left(1\right)$

之后，计算每一像素与其周围像素的像素资料变异值，例如是亮度变异值。举例来说，计算像素的亮度值A1，例如是像素P₂₂的亮度值为A₂₂；计算像素周围的数个像素的数个亮度值A2，例如是像素P₁₁，P₁₂，P₁₃，P₂₁，P₂₃，P₃₁，P₃₂，P₃₃其亮度值分别为A₁₁，A₁₂，A₁₃，A₂₁，A₂₃，A₃₁，A₃₂，A₃₃。最后，逐一计算亮度值A1与数个周围像素的亮度值A2的差量的绝对值，并加总以得到亮度变异值V，其计算方式如下式(2)所示。

A1＝A₂₂

A2＝A₁₁11，A₁₂，A₁₃，A₂₁，A₂₃，A₃₁，A₃₂，A₃₃

$V=\underset{i=1,j=1}{\overset{i=3,j=3}{\mathrm{\Σ}}}|A_{22}-A_{\mathrm{ij}}|---\left(2\right)$

之后，比较亮度变异值V与第一临界值X₁，并据以分类，例如是亮度变异值V大于第一临界值X₁的像素归类为一第一类像素，将亮度变异值V小于第一临界值X₁的像素归类为一第二类像素。本发明并不仅限于使用红资料R、绿资料G以及蓝资料B；本发明亦可利用YUV或CMYK以计算变异值。

在步骤S103中，将不同类别的像素分别作影像处理。将第一类像素以一第一滤镜80处理，且将第二类像素以一第二滤镜90处理。第一滤镜80例如是锐化滤镜(sharpen filter)，第二滤镜90例如是柔化滤镜(smooth filter)。以一锐化滤镜(sharpen filter)处理第一类像素的步骤包括：比较像素的亮度值A1以及周围多个像素的亮度平均值 A2；当亮度值A1大于亮度平均值 A2时，增加像素的亮度值；当亮度值A1小于亮度平均值 A2时，降低像素的亮度值。以一柔化滤镜(smoothfilter)处理第二类像素的步骤包括：计算像素以及周围多个像素的一亮度平均值 A2；将像素的亮度值转换为亮度平均值 A2。本发明并不仅限于使用亮度值做为分类的唯一依据；本发明亦可利用色调(Hue)做为分类的依据。

以下是举几组实验结果，比较本实施例的影像处理时间，与传统影像处理时间。请参照表一，本实施例的影像处理时间明显少于传统的影像处理时间。也就是说，将图面分类处理可确实节省影像处理单元的资源，进而缩短影像处理时间。

表一

	影像一	影像二
			影像大小(bit)	2048×1536×24	1024×512×24
传统影像处理时间(ms)	1782	281
			本实施例的处理时间(ms)	1344	219

整体来说，将图面先简单分类后再局部柔化局部锐化，可更精简处理步骤与处理时间，又可得到较为清晰的影像。由于事先分类并分批处理，一笔影像资料只需处理一次，可以大幅度缩减处理时间。再者，处理效果不会互相抵销使得影像处理效果更好。因此，此类效果佳处理快速的影像处理方法特别适合用于动态滤镜(movie filter)。

除此之外，在将不同类别的像素分别作影像处理的步骤S103中，像素亦可分成二个以上的类别，并将分类的像素依层次处理。举例来说，将像素分出至少二类并处理的步骤包括：设定一第一临界值X1以及一第二临界值X2，且第一临界值大于第二临界值；将亮度变异值大于第一临界值(V＞X₁)的像素归类于第一类像素；将第一类像素以锐化滤镜(sharpenfilter)处理；将亮度变异值介于第一临界值与第二临界值间(X₁＞V＞X₂)的像素归类于一第三类像素；保留第三类像素，并将第三类像素加以局部柔化或局部锐化；将亮度变异值小于第二临界值(V＜X₂)的像素归类于第二类像素。将第二类像素以柔化滤镜(smooth filter)处理。进一步地说，第一类像素与第二类像素皆可再细部分类，并施以不同程度的影像处理，藉此达到更细致的影像处理效果。举例来说，在第一类像素中可再细分为第一种与第二种像素，第一种像素其亮度变异值是大于两倍第一临界值(V＞2X₁)，第二种像素的亮度值是小于两倍的第一临界值，但大于第一临界值(2X₁＞V＞X₁)。于以锐化滤镜处理时，将第一种像素的亮度值提高两倍，将第二种像素的亮度值提高一倍。同理，第二类像素亦可依照上述方法区分出不同类别，并施以不同程度的柔化处理，藉此达到更细致的影像处理效果。

本发明上述实施例所揭露的影像处理单元及其影像处理方法，将影像先分类再局部处理，可以让影像处理的每一步骤都更有效率，以经济化影像处理单元内部资源以及影像处理时间。首先，将影像资料简单分类后再局部柔化局部锐化，不仅可以大幅度缩减处理时间，由于处理效果不相抵使得影像处理效果更好。因此，此类效果佳处理快速的影像处理方法特别适合用于动态影像的处理。再者，影像分类皆可再细部分类，并施以不同程度的影像处理，藉此达到更细致的影像处理效果。本发明虽然具有此些优点及功效，然而本发明的每一实施例并不必具有上述所有优点与功效。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种影像处理方法，其特征在于，包括步骤：

接收一影像，其包括以矩阵排列的多个像素，各像素具有一像素资料；

计算各该些像素与其周围像素的一像素资料变异值，并将各该些像素据以分类为至少一第一类像素或一第二类像素；以及

将该第一类像素以一第一滤镜处理，且将该第二类像素以一第二滤镜处理。

2.如权利要求1所述的影像处理方法，其特征在于，其中该将该些像素分类的步骤还包括：

计算各该些像素的亮度值；

计算每该些像素与其周围像素的一亮度变异值；以及

比较该亮度变异值与一第一临界值，并据以将该些像素至少区分为该第一类像素以及该第二类像素。

3.如权利要求2所述的影像处理方法，其特征在于，其中各该些像素资料包括一红资料、一绿资料以及一蓝资料，各该些像素的亮度值是该红资料、该绿资料以及该蓝资料的平均值。

4.如权利要求2所述的影像处理方法，其特征在于，其中该像素的该亮度变异值的计算方式包括步骤：

计算该像素的亮度值；

计算该像素周围的该些像素的多个亮度值；以及

分别计算该像素的亮度值与各该些周围像素的亮度值的差量的绝对值，并加总以得到该亮度变异值。

5.如权利要求2所述的影像处理方法，其特征在于，其中该像素的分类依据是将该亮度变异值大于该第一临界值的该像素归类为一第一类像素，将该亮度变异值小于该第一临界值的该像素归类为一第二类像素。

6.如权利要求5所述的影像处理方法，其特征在于，其中该第一滤镜是一锐化滤镜，该第二滤镜是一柔化滤镜。

7.如权利要求2所述的影像处理方法，其特征在于，其中该将该些像素分类的步骤还包括：

设定一第一临界值以及一第二临界值，且该第一临界值大于该第二临界值；

将该亮度变异值大于该第一临界值的像素归类于该第一类像素；

将该亮度变异值介于该第一临界值与该第二临界值间的像素归类于一第三类像素；

将该亮度变异值小于该第二临界值的像素归类于该第二类像素。

8.如权利要求7所述的影像处理方法，其特征在于，其中该分类处理该些像素资料的步骤还包括：

将该第一类像素以一锐化滤镜处理；

保留该第三类像素资料；以及将该第二类像素以一柔化滤镜处理。

9.如权利要求1所述的影像处理方法，其特征在于，其中该锐化滤镜处理的步骤包括：

比较该像素的亮度值以及其周围该些像素的一亮度平均值；以及

当该亮度值大于该亮度平均值时，增加该像素的该亮度值；以及

当该亮度值小于该亮度平均值时，降低该像素的该亮度值。

10.如权利要求1所述的影像处理方法，其特征在于，其中该柔化滤镜的处理步骤包括：

计算该像素以及其周围该些像素的一亮度平均值；以及

将该像素的亮度值转换为该亮度平均值。

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