TW200841703A - Image processing method and related partial PSF estimation method thereof - Google Patents

Description

200841703 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於-種影像處理方法 函數估測方賴雜驗方法錢錢㈣個赌點擴散 、 “制的部份點擴散函數估測方 【先前技術】 w圖繪示了模糊影像（blurimage)的形成示意圖。如第卬 所π，-像素點P在經過-鏡頭1Q1後，會形成—糢糊影像區域即， 因此須調整使_ m _置（例如_微鏡、照相機)之 使得像素點p得以形成清楚的像素點。— 二、、、 式調整，也歧雜裝置的機__得闕#的_， 方法常常需要手動輕（如顯微鏡），相當顿利。而且機㈣= 整亦不大適合越來越輕薄的現代電子裝置。 ^ 心針對上述問題的其中-種做法為提供—特殊鏡頭，並使用—轉換 电路使像素點P形成-特定模糊影像或是落於—特定顧 糊影像，再使用影像處理方法將模糊影像回復成原來的影像。然而這 樣的作法須搭配特定的鏡頭，且需要 5 而要特定的電路對外部影像作轉換 以形成特定模糊影像’因此不適合—般的裝置使用。 、 6 200841703 題 因此’須要—種新穎的發明來解決上述問 【發明内容】 因此，本發明的目的之—為提供一 移動鏡頭以及不限定鏡頭種類的情況下 =以在不 較清楚的影像。 极糊的衫像以形成 本發明之實施例揭露了—種影像處理方法，包含 施行邊緣細彳崎_影像賴咖魏料；⑹_此邊1影像 中每-邊緣像素施行-部份點擴散函數估測（_如娜、，'像素 撕騰以產生複數個部份點擴散函數估測結果；以及 該些部份點擴散函數估猶果以產生—點擴散函數估職果。財 可更包含··根據該點擴散函數估測結果對該影像進行反摺積/ (deconvolution)以形成一回復影像。 、 本發明之另-實施例揭露了一種影像處理方法，包含七）/ 影像分成複數個影像區塊，以及對該些影像區塊分別施二二== 得到該些影像區塊所對應的複數個邊緣像素；（b)針對每一影像區 塊’對於相對應之該些邊緣像素中每—邊緣像素施行—部份=擴^函 PSF estimatiQ_|生複數個部份點擴散函數^ 測結果；以及（c)分別結合該些部份點擴散函數估測結果以產生分別 200841703 對應4二〜像區塊的點擴散函數估測結果。此方法可更包含：根據該 些擴政函數估測結果分別對該些影像區塊進行反摺積 (deconvQ 1 u t! Qn) M彡賴數個贿影像區塊 :以及（e)結合該些回 復影像區塊以形成一回復影像。 本^月之實施例亦揭露了一種部份點擴散函數估測方法，可應用 於上述之方法，此部份點擴散函數估測方法包含：根據一欲處理像素 f $遠理賴’以及對該欲處理範圍内的像素施行-點擴散函數 估測以產生該部份點擴散函數估測結果。此部份點擴散函數估測方法 可更包含若該欲處理範圍内的一特定像素之像素值小於該欲處理像 素之像素值，則不處理該特定像素。 根據上述之方法，可在不移動鏡頭以及不限定鏡頭種類的情況下 仔到清晰的影像，進而節省了產品成本並增加了產品之細層面。 I 【實施方式】 第2圖繪示了根據本發明之影像處理方法的示意圖。如第2 圖所不’模糊影像經過對比調整處理201、膨脹（dilation)處 理203以及Canny邊緣偵測處理205之後得到一邊緣圖（edge map)。接著步驟2Q7中，對邊緣圖的每一邊緣像素施行部份點擴 散函數（Partial Point Spread Function，Partial PSF)估測 以得到複數個部份PSF估測結果。然後在步驟209中，根據複數 8 200841703 個部份PSF估測結果得到整個影像的PSF估測結果，在此實施例 中係對所有部份PSF ^古測結果求平均值以得到咖估測結果，但 並非用以限定本發明。接著，可· PSF估測結果施行步驟2ιι 以對影響執行反褶積（deconvolutlon)以得到回復影像。然而， 步驟2G9中得到的PSF估測結果亦可作為其他用途使用，並不限 定於要施行步驟211。 對比調整處理201係用以強化出影像之顏色對比，舉例 來說，使白色的部份更白並使黑色的部份更黑，以使接下來 的邊緣偵測步驟更加精碟。膨脹處理2G3係用以移除里色部 份模糊化後較色輯，使接τ來的邊緣_㈣可; 谓測出邊緣像素。邊緣像素偵測越精確，越能得到較佳的點 擴散函數（Point Spread Function，PSF)估測結果。在膨 脹處理203之後’便執行Canny邊緣偵測處理205以得到一 邊緣圖。在此實施例中，Canny邊緣偵測處理2Q5不考慮邊 緣像素的方向性。 -第3圖緣示了利用第2圖所示之邊緣偵測而得到邊緣圖 之不思圖。第3(a)圖繪示了 一像素點的模糊影像，第抑） 圖緣示了帛3⑷圖之影像經過對比調整處王里2〇1後的情況， 第3(c)圖繪不了根據第3(b)圖所求出的邊緣圖。第3(d)圖 繪不了第3(a)圖之影像經過膨脹處理2〇3後的情況，第3(e) 圖綠示了根據第3⑷圖所求出的邊緣圖。由第3(a)〜3(e)圖 9 200841703 可看出，經過膨脹處理後的邊緣圖較接近中心點，因此有助 於PSF估測。 須注意的疋·對比調整處理2〇1、膨脹（dilati〇n)處 理203以及Canny邊緣偵測處理2〇5可視為一邊緣偵測步 驟，而如热知此項技藝者所知悉，邊緣偵測步驟可以許多不 同形式實現之。因此，本發明之實施例並不受限於包含對比 f 調整處理2〇卜膨脹（dilati〇n)處理203以及Canny邊緣 债測處理205三個步驟，所有可得到邊緣圖的方法皆應包含 在本發明的範圍之内。 如上所述，步驟207係對邊緣圖中的每一邊緣像素施行 部份點擴散函數（Partial p〇int如，

Panlal PSF)估測以得到複數個部份psF估測結果，但這 些被施行的邊緣像素在此實施例中不包含邊界.咖⑺ 上的像素。在此實施例中，部份點擴散函數之定義係為 矩陣，其僅包含了-完整哪矩陣中的脈衝響應，其可 兩個步驟.⑴對—邊輯素之—特定範_的像素進: 取樣。（2)過濾特定範圍内的特定像素。 步驟（1)可以下列的公式表示之： 10 200841703 PSF(x,y) = I([x r]，[y y ]) 其中Kx，y)係、為-邊緣像素，而其取樣的特絲圍為（2r+i)乘 (2Γ ^/貞⑽疋’在本發明的實關巾雖以細彡作鱗定範圍，但 並不表示_蚊本《，奸做狀㈣狀職 發明的範圍之内。 不 步驟（2)則可以下列公式表示 > ife>I(x^y) 0 otherwise mnx，y)範圍内的像素£較邊緣像素！

來得暗，·略不計。如此作的原因在於，較邊緣像素I(x，y)來得 暗的像素⑽被假設朗來文件的—部份，料是_f彡像的一部 份，因此忽略不對其執行部份PSF估測。 第4圖和第5圖繪示了根據本發明之較佳實施例的部份呦估、、則 之示意圖。如第4圖所示，位於線上的像素點侧、以及娜等 皆為邊緣像素點，而本實施例係針對像素點棚作部份卿估測，其 乾圍為3x3之矩形。如上所述，執行部份pSF估測的對象不包含比像 素點循暗的像素點以及位於邊界上的像素點，也就是第5圖中標示 為X的像素點。因此根據本發明之實施例，第5圖不標示為X的= 點才是執行部份PSF估測的目標像素點。 ’、 200841703 、、士上所ϋ求出部份psf估測結果之後便可根據部份psF估測結 果求得PSF估測結果，然後再根據娜估測結果對影像執行反摺積。 在本發明的實關中所採_反_係為Wiener反褶積方法，其係 使用在頻域中並可降低反褶積過程的雜訊影響。心啦反褶積方法 在傅立葉賴巾可以下_方程式表示之： W(A，A): 6其中（以2)為PSF，心.(以}係為原始影像的頻譜，·ν以〕 係為附加的雜訊，而*表示共輛複數（C。眺xC叫卿⑹。因此 可知w嫌r方法可包含兩個部份：逆濾波部份（高通紐）以及雜 =抑制部份(低通渡波）。須注意的是，本發明並不限定於wiener反 褶積方法，其他反褶積綠亦可適用於本發明。 i /此外，由於模糊影像的失真程度在每—個部份不盡相同，舉例來 I影像邊緣的失綠況纽巾㈣部絲得《。耻以單-個 _果職張影像進行處理，村能制不理_果，因此 s明提出了另—個實施例來改善這樣的情形。 第6_示了根據本發明之影像處理方法的第二較佳實施例之 的:圖:其跟第2圖所示的第-較佳實施例之差別在於，第6圖所示 較佳實施例將—模糊影像分成數個影賴塊後，再_第2圖 12 200841703 .的方法處理每一影像區塊以產生PSF估測，然後再根據每—影像 區塊的PSF估測對母—影像區塊進行反褶積以形成回復影像區塊。接 著再將每-回復影像區塊合併以形成回復影像。由於本實施例係針對 每办像區塊求出PSF估測結果後再進行反褶積，因此可反應影像每 一部份的差異而進行回復’可避免上述的問題。 根據上述之方法，可在不移動鏡頭以及不限定鏡頭種類的情況下 得到清晰的影像，進而節省了產品成本並增加了產品之應用層面。更 可對應影像每一部份的差異而進行回復，以提高回復影像的品質。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所 做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 13 200841703 【圖式簡單說明】 第_示了模糊影像⑽rimage)的形成示意圖。 第2圖繪不了根據本發明之影像處理方法的 土 圖。 乂佳實施例之示意 第3 _示了利用第2圖所示之邊緣偵測而得到邊緣圖之示 第4圖繪不了根據本發明之較佳實施例的部份哪估測之示： 第5圖繪示了根據本發明之較佳實施例的部份psF估測之干:圖 第6圖繪示了根據本發明之影像處理方法的第二較佳實施^示竟 圖。 ^ 【主要元件符號說明】 401〜405 邊緣像素點

Claims (1)

1. 200841703 十、申請專利範圍： 1. 一種影像處理方法，包含： (a)對一影像施行邊緣偵測以得到該影像的複數個邊緣像素. (b)對該些邊緣像素巾每-邊緣像素施行_部份賴散函數估測 (partial PSF estimation)以產生複數個部份 "、3政函數估測έ士 果；以及

   (c)根據該些部份點擴散函數估測結果以產生一點擴μ X *文估剩結 果0 2.如申請專利範圍第1項所述之影像處理方法，更包人 (d)根據該點擴散函數估測結果對該影像進行反彳習_ (deconvolution)以形成一回復影像。 3.如申請專利範圍第1項所述之影像處理方法，其中+驟 (a)包含下列步驟至少其一： (al)對該影像施行對比調整； (a2)對該影像施行膨脹(dilation)處理；以及 (a3)對該影像施行Canny邊緣測定以得到該些邊緣像素 15 200841703 4.如申請專利範圍第1項所述之影像處理方法，其中該部 77點擴散 函數估測包含： (bl)根據一欲處理的邊緣像素設定一欲處理範圍；以及 (b2)對該欲處理範圍内的像素進行取樣以產生該部份點擴散函數估 測結果。 5·如申請專利範圍第4項所述之影像處理方法，其中該部份點擴散 函數估測更包含： 若該欲處理範圍__特定像素之像素值小於該欲處理的邊緣像 素之像素值’則不處理該特定像素。 6·如申請專利範圍第丨項所述之影像處理方法，其中該影像係由一 影像擷取裝置所產生。 • 種衫像處理方法，包含·· ⑷將該影像分賴㈣影像區塊，減對_影像區塊分別施行邊 緣偵挪以仔到該些影像區塊所對應的複數個 邊緣像素； 、、〜像區塊，對於相對應之該些邊緣像素中每一邊緣像素 施行-部份點擴散函數估測（邮⑷娜袖腦心）以產生複 (數個部份點擴散函數估剛結果；以及 〇 °亥些部份點擴散函數估測結果以產生分別對應該些影 16 200841703 像區塊的點擴散函數估測結果。 8·如申請專利範圍第7項所述之影像處理方法，更包含· ⑷根據該些擴散函數估_果分別對該些影像區塊進行反摺積 (deconvolution)以形成複數個回復影像區塊；以及 (e)結合該些回復影像區塊以形成一回復影像。 Γ 9.如申請專利範圍第7項所述之影像處理方法，其中步驟 (a)包含下列步驟至少其一： (al)對該影像區塊施行對比調整； (a2)對該影像區塊施行膨脹(dilation)處理；以及 (a3)對該影像區塊施行Canny邊緣測定以得到該些邊緣像素。 ( 10.如申請專利範圍第7項所述之影像處理方法，其中該部份點擴敢 函數估測包含： (bl)根據一欲處理的邊緣像素設定一欲處理範圍；以及 (b2)對該欲處理範圍内的像素進行取樣以產生該部份點擴散函數< 測結果。 其中該部份點擴 U·如申請專利範圍第10項所述之影像處理方法， 政函數估測更包含： 17 200841703 若該欲處理範圍内的一特定像素之像素值小於該欲處理的邊緣像 素之像素值，則不處理該特定像素。 12. 如申請專利範圍第7項所述之影像處理方法，其中該影像係由一 影像擷取裝置所產生。 13. —種部份點擴散函數估測方法，包含： 根據一欲處理像素設定一欲處理範圍；以及 對該欲處理範圍内的像素施行一點擴散函數估測以產生該部份點擴 散函數估測結果。 14. 如申請專利範圍第13項所述之部份點擴散函數估測方法，更包 含·· 若該欲處理範圍内的一特定像素之像素值小於該欲處理像素之像素 值，則不處理該特定像素。 18