TW200908699A - Image processor, image processing method, program of the image processing method, and recording medium on which the program of the image processing method is recorded - Google Patents

Description

200908699 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於圖像處理裝置、圖像處理方法、圖像處理 方法之程式及記錄圖像處理方法之程式之記錄媒體，可適 用於例如顯示器裝置等。本發明係從輸入圖像擷取紋理成 分，予以縮小並產生細紋理成分，將該細紋理成分與輸入 圖像予以圖像合成，藉此比以往提升細部質感。 【先前技術】 p 以往，顯示器裝置等各種影像機器係提案各種強調亮度 k號所含之高頻成分、邊緣成分等來提升晝質之方法，例 如於日本特開平8·563 16號公報，提案有一種防止雜訊增 大並強調對比之方法。 然而，該等以往手法雖可增加顯示圖像之光澤等，但關 於化草、樹木的葉子、岩石表面等細部質感卻有無法提升 的問題。 〇 特別於藉由縮放來將SDTV(Satndard Definiti〇n Television :標準晝質電視）方式之視訊信號，予以格式轉 換為 HDTV(High Definition Television:高畫質電視）方式 之視訊信號之情況時，會喪失該等花草、樹木的葉子、岩 石表面等細部質感，以往手法具有無法提升該細部 問題。 ^ [專利文獻1]日本特開平8_563 16號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 128897.doc 200908699 本發明係考慮以上之點所完成者，其提出一種可提升細 β質感之圖像處理裝置、圖像處理方法、圖像處理方法之 程式及。己錄圖像處理方法之程式之記錄媒體。 [解決問題之技術手段] 用以解決上述問題之請求項1之發明係適用於圖像處理 裝置，且包含：紋理擷取部，其係從輸入圖像擷取紋理成 刀]細紋理產生冑，其係對於分割前述輸入圖像而形成之 纟區塊’縮小基於前述紋理成分之區塊以做成基本區塊， 冑前述基本區塊重複配置於前述區塊，藉此產生使前述紋 理成分之空間頻率增大之細紋理成分；混合部，其係將前 述細紋理成分與前述輸入圖像予以圖像合成；及紋理附加 量控制部，其係設定前述混合部之圖像合成比率。 而且，請求項2之發明係適用於圖像處理方法，且包 含.紋理擷取步驟，其係從輸入圖像擷取紋理成分；細紋 理產生步驟，其係對於分割前述輸入圖像而形成之各區 塊，縮小基於前述紋理成分之區塊以做成基本區塊，將前 述基本區塊重複配置於前述區塊，藉此產生使前述紋理成 分之空間頻率增大之細紋理成分；混合步驟，其係將前述 細紋理成分與前述輸入圖像予以圖像合成，產生輸出圖 像’·及紋理附加量控制步驟，其係設定前述混合步驟之圖 像合成比率。 而且’請求項13之發明係適用於圖像處理方法之程式， 且包含：紋理擷取步驟，其係從輸入圖像擷取紋理成分； 細紋理產生步驟，其係對於分割前述輸入圖像而形成之各 128897.doc 200908699 區塊’縮小基於前述紋理成分之區塊以做成基本區塊，將 前述基本區塊重複配置於前述區塊，藉此產生使前述紋理 成分之空間頻率增大之細紋理成分；混合步驟，其係將前 述細紋理成分與前述輸入圖像予以圖像合成，產生輸出圖 像；及紋理附加量控制步驟，其係設定前述混合步驟之圖 像合成比率。

而且，請求項14之發明係適用於記錄圖像處理方法之程 式之記錄媒體，前述程式包含：紋理擷取步驟，其係從輸 入圖像擷取紋理成分；細紋理產生步驟，其係對於分割前 述輸入圖像而形成之各區塊，縮小基於前述紋理成分之區 塊以做成基本區塊，將前述基本區塊重複配置於前述區 塊，藉此產生使前述紋理成分之空間頻率增大之細紋理成 分；混合步驟’其係將前述細紋理成分與前述輸入圖像予 以圖像合成’產生輸出圖像；及紋理附加量控制步驟，其 係設定前述混合步驟之圖像合成比率。 若藉由請求項1、請求項2、請求項13或請求項Μ之架 構，縮小基於從輸入圖像擷取之紋理成分之區塊，做成基 本區塊，將該基本區塊重複配置於原本區塊產生細紋理 成分，將該細紋理成分與輸入圖像予以圖像合成，產生輸 出圖像，則可使紋理成分之空間頻率增大，提升細部」 感。而且’藉由設定圖像合成比率，可避免邊緣等之二 處理。 田 [發明之效果] 根據本發明’可提升細部質感。 128897.doc 200908699 :實施方式】 以下’ 一面酌情參考圖式-面詳述本發明之實施例。 [實施例1 ] (1)實施例之架構 Γ •圖1係表不本發明之實施例i之圖像處理裝置之區塊圖。 “〜像信號處理裝置i係内建於例如顯示器裝置等各種影 像機器’提升根據輪入影像信號si之輸入圖像之畫質並 將輸出影像信號S2輸出。此外，於以下，將根據該影像信 號處理裝置1之處理㈣設為1系統，說明作為以該影像信 號處理裝置i僅處理輸人影像信號S1中之亮度信號。秋 而，藉由該圖像處理裝置所進行之處理亦可將處理系統設 為3系統，以各系統來執行亮度信號、色差信號，或以各 系統來執行構成原色色信號、補色色信號之各色信號。 於此’本實施例中，影像信號處理裝置1係藉由利用執 行特定程式來處理輪入影像信㈣之處理器所構成，於本 實施例’預先安裝並提供該程式。然而，取代其而記錄於 光碟 '磁碟、記憶卡等記錄媒體以提供程式，或藉經由網 際網路等網路之下載來提供程式均可。而且，取代其而藉 由硬體來構成影像信號處理裝置丨亦可。 該影像信號處理裝置1係從輸入影像信號S1，擷取花 草、樹木的葉子、岩石表面等背景、前景等之一樣部位之 細部構造成分(以下稱為紋理成分)。影像信號處理裝置Μ 縮小該擷取之紋理成分，產生空間頻率更高之細紋理成分 S3。而且’將該細紋理成㈣貼於原本之輸入影像信號 128897.doc 200908699 S1，予以圖像合成，藉此提升輸入影像信號81之細部質 感，輸出根據輸出影像信號S2之輸出圖像。此外，於此， 該細部構造成分即紋理成分係與將影像之各部賦予特徵之 大規模構造之信號成分相對者’藉其，依處理對象之輸入 影像信號，進一步於根據輸入影像信號之影像之各部，頻 率帶區會不同。然而，本實施例係藉由利用特性固定之濾 波器，從輸入影像“號操取咼頻成分，以從輸入影像信號 擷取紋理成分。 因此’於影像信號處理裝置1，紋理產生部2係從輸入影 像信號S1擷取尚頻成分，並擷取紋理成分，縮小該擷取到 之紋理成分以產生細紋理成分S3 ^亦即，於紋理產生部 2，紋理擷取部3係將輸入影像信號s丨輸入於二維之低通濾 波器（LPF)4，於此從輸入影像信號s丨擷取低頻成分。紋理 擷取部3係於減算電路5，從輸入影像信號s丨減算該低頻成 分’從輸入影像信號S1擷取紋理成分S4。 細紋理產生部6係縮小該紋理成分S4以產生細紋理成 分《亦即，如圖2所示，於細紋理產生部6 ,拼貼部7係對 於分割輸入圖像所形成之各區塊，縮小各區塊之紋理成分 並形成基本區塊。而且，於原本區塊重新配置該基本區 塊’藉此縮小紋理成分S4，產生細紋理成分S5。 更具體而言’拼貼部7係例如圖3(A)所示，於水平方向 及垂直方向’分別將8x2像素之區塊BL設定為紋理成分 S4。此外，構成1個區塊BL之像素數可因應需要來予以各 種設定。而且’不限於將輸入圖像等分割之情況，例如亦 128897.doc 200908699 可因應輸人影像錢S1之平坦度#來使㈣ 此外，於該類因應平扭度來 度來使分割之大何變之情況時， 例如越平坦之部分，越增大區塊大小即可。而且亮度信 =「T號等藉由3系統來處理之情況時，對於各系統 偏移區塊BL之位置’以便於各系、统，使邊界 塊BL。 拼貼部7係對於各區塊BL，切出區塊bl之“部分 BLA ’如圖3⑻所示’藉由縮放來縮小該切出部分動， 並形成基板區塊BBL。拼貼部7係因應輸入影像信號“之 平坦度’或因應紋理成分S4之平坦度，使該切出部分bla 之大小可變，藉此提升畫質。具體而纟，越是平坦度高之 情況，越增大切出部分BLAe此外，於該圖3(B)之例中， 切出16像素x16像素之區塊BL之中心部分，於水平方向及 垂直方向切出8xn/d像素之部分Bla，將該切出部分BLA縮 放’做成8像素χ8像素之基本區塊BBL。 如圖3(C)所示’拼貼部7係將該基本區塊bbL分別重新 配置於原本之區塊BL，產生細紋理成分s5。 階差減低部8(圖2)係減輕細紋理成分S5之基本區塊BBL 間之階差，並輸出細紋理成分S6。於此，如圖3(D)中藉由 影線所示，階差減低部8係僅於基板區塊BBL之邊界鄰接 之1像素’執行根據低通濾波器之特性之濾波處理，藉此 極力減低高頻成分之劣化，減輕區塊邊界之階差。此外， 具體而言，關於僅鄰接於延長在由符號G1所示之水平方向 之邊界之像素，藉由相乘係數（tap-coefficient)為1、2、1 128897.doc 200908699 之垂直方向之低通遽波器來執行遽波處理。而 鄰接於延長在由符號〇2所示之垂直方向之邊界之像素 由相乘係數為1、2、1之水平方向之低通遽波器來執行減 波處理。而且，關於鄰接於延長在由符號G3所示之垂直 向及水平方向之邊界之像素，藉由相乘係數為卜2叫之 水平方向及垂直方向之低通濾波器來執行濾波處理。 差分擴散部9係使輸出自該階差減低部8之細紋理成分％ 及原本之紋理成分S4之差分值擴散至周邊像素，並產生細 紋理成分S7。亦即’於差分擴散部9,減算部㈣從輸出 自階差減低部8之細紋理成分S6 ’減算原本之紋理成分 S4藉此汁算由次式所示之差分err。此外，於此，§(丨，』） 為位置（i，j)之注目像素之紋理成分84之值，f(iJ)係輸出自 階差減低部8之細紋理成分S6之值。 [數1] ®rr = f (i, j)_g(itj) ..........⑴ 差分擴散部9係於圖4所示之特性之Floyd & Steinberg之 誤差渡波器11，輸入該差分err，於減算電路12，從輸出自 階差減低部8之細紋理成分S 6減算該誤差濾波器丨丨之輸 出。藉此，差分擴散部9係如次式所示，將差分err擴散至 周邊像素。此外，該差分值擴散用之濾波器不限於F1〇yd & Steinberg之濾波器，可適用各種濾波器。 [數2] f(« + 1,i) = f(i + 1. j)-7/16 X err f (i-1, j + 1) = f (i-1, j + 1)-3/16 x err 128897.doc • 12_ 200908699 f (i. j + 1) = f (i, j + 1)_ 5/16 x err f(i + M + 1)=：f (j + 1, j + 1).1/16xerr..........⑵ 此外，於此，左邊之f(i + 1，j)、f(i_l j + 1)、叩川）、 f(i+l，j + l)係將位置（i j)之注目像素之差分err予以差分擴散 後之鄰接像素之細紋理成分值，右邊之f(i+1，Dq j+1)'、f(i’j+1)、f(i+1，j+1)係差分擴散前之鄰接像素之細 紋理成分值。此外，於圖5表示該注目像素與鄰接像素之 關係。 ' 細紋理產生部6係將輸出自階差減低部8之誤差擴散處理 前之細紋理成分S6、及輸出自減算電路12之經誤差擴散處 理之細紋理成分87，輸出至紋理合成部15(圖1)。 紋理合成部15係利用輸出自紋理附加量控制部16之紋理 度texness，texnesSt丨丨ing、變動增益gfiuet，執行次式之運算 處理，並合成細紋理成分86及87，產生細紋理成分Μ。於 此，Texn。err diff為誤差擴散處理前之細紋理成分％之值， Texerr⑴打係經誤差擴散處理之細紋理成分S7之值。而且， 紋理度texness，texnesSti丨ing係分別針對細紋理成分％及 S7 ’表示紋理之確定性之參數。而且，變動增益一係用 以防止基本區塊之連續所造成之不調和感之增益，於本實 施例係因應輸入影像信號S1之高頻成分量來產生。而且， min(A，B)係從A及B選擇值小側之函數。 [數3] 128897.doc 13 200908699 synthesized tex. = gfluct x (^xTex<noerr diff + (1-^) χ Tex.err diff) ^ =min( texness, texnesstiling ) .........(3) 藉此’紋理合成部15係使未進行誤差擴散之細紋理成分 S6之成分量、與經誤差擴散之細紋理成分S7之成分量互補 地變化’合成該等細紋理成分％及S7，藉由更適於處理之 細紋理成分S6，S7來輸出細紋理成分S3 (synthesized tex.: 合成紋理）。具體而言，紋理合成部15係於花草、樹木的 (、 葉子、石石表面等細部構造之部位，增大未進行誤差擴散 之細紋理成分S6之成分量，於各種被照體間之邊界 '邊 緣’增大經誤差擴散之細紋理成分S7之成分量。 混合部17係藉由增益tex gain、輸出自紋理附加量控制 部16之混合比α，來執行次式之運算處理，以將輸出自紋 理產生部2之細紋理成分S3貼於輸入影像信號s丨之方式， 合成該等細紋理成分S3(texUre)、輸入影像信號S1(in)並輸 出影像信號S9(〇Ut)。此外，於此，增益tex gain係指示該 〇 影像信號處理裝置1之處理程度之參數，於本實施例藉^ 使用者之操作來輸入。然而，例如因應動畫、電影等之輸 入影像信號，或因應輸人影像信號S1之原始來源 4來自SDTV亦或來自HDTV等，進一步藉由平坦度等之輸 • 入影像彳§號81之解析來自動地設定亦可。 | [數4] out = in + tex_gain χ α χ texture 128897.doc -14- (4) 200908699 、峰值檢波部18係輸入從混合部17輸出之影像信物，檢 測來自鄰接像素之亮度位準之上升量。亦即，如圖6所 示’峰值檢波部18係檢測周邊像素*如、卜r、bl七中真 度值最高之像素’從注目像素c之亮度值減算並輸出減算° 值。 峰值抑制部19係以特定臨限值來判斷蜂值檢波部18所檢 測到之減算值’檢測亮度值比周邊像素更急遽上升之注目 像素。峰值抑制部19係、對於該亮度值比周邊像素更急遽上 升之注目像素，適用二維之低通濾波器，降低亮度值，藉 此以像素為單位抑制局部上升之亮度值，並將輸出影像信 號S2輸出。此外，該局部上升之亮度值之抑制可適用何如 與周邊像素之某像素值置換之情況等各種方法。 紋理附加量控制部16係藉由輸入影像信號s丨之處理，來 计算並輸出紋理度texness，texnesstiling、變動增益gfluet、 混合比α。亦即，如圖7所示，於紋理附加量控制部16，變 動增益計算部20係處理輸入影像信號31並輸出變動增益 gfluct。於此’如圖8所示’變動增益計算部2〇係將輸入影 像信號S1輸入於低通濾波器（lpf)2 1，擷取低頻成分，並 於減算電路22，從輸入影像信號S丨減算該低頻成分，檢測 輸入影像信號S 1之高頻成分。 增益設定部23係判斷該高頻成分之信號位準，並設定變 動增益gnuct ’以便如圖9所示，在對於低通濾波器21之輸 出值之輸入影像信號S1之信號位準為上限值fluct diff max 及下限值-fluct diff min之範圍内，增益會與減算電路22之 128897.doc -15- 200908699 輸出值成比例增大，而且於該上限值fluct diff max及下限 值-fluct diff min之範圍外，則設定變動增益，以便分 別成為上限值fluct gain max及下限值-fluct gain min。此 外’總言之’變動增益如㈣係以連續之基本區塊之像素值 之變化接近自然圖像之像素值之變化之方式，來使像素值 微妙地變化。因此，變動增益gnuct不限於藉由該圖9所示 之特性產生之情況，可因應輸入影像信號S1之高頻成分 里、彳s號位準等來各式各樣地產生，例如於圖9藉由虛線 所不，藉由於上限值fluct diff max及下限值_nuct diff min 間折返之特性來設定亦可。 斜率解析部2 5係處理輸入影像信號§ 1 ,計算亮度斜率矩 陣之固有值λΐ，2λ，藉此檢測注目像素之邊緣相似度之參 數。亦即，斜率解析部25係對於輸入影像信號S1之各像 素，檢測像素值之斜率最大之邊緣斜率方向、與該邊緣斜 率方向正交之邊緣方向。 於此，如圖10所示，斜率解析部25係藉由利用以注目像 素為中心之範圍W之像素值之運算處理，對於各像素產生 藉由次式所表示之亮度斜率之矩陣G。此外，於此，圖1〇 係將以注目像素為中心之x方向及y方向之±3像素設定於該 範圍W之例。 [數5]

G = Jwg 'g wd A 128897.doc • 16 · * (5)200908699 / g('-j )g〇 j) w(' j) gx(i,i)gy(ii)w(i,l) gy(丨."gy〇.i>w(…） (G G 、 ^xx xy

G G V '"xy ^yy / 此外，於此，w⑽係藉由式（6)所表示之高斯型之權重， g係藉由圖像亮度I之X方向之偏微分gx、與圖像亮度方 向之偏微分gy，並由式（7)所表示之亮度斜率。

[數6]

= exp - V

Hill) • · (6) [數7] g = (gx. gy) • · (7)

(d\ dl ) l 5x ' dy J 〇 藉此’斜率解析部25係針對以注目像素為中心之特定範 圍W，檢測將注目像素作為基準並進行權重賦予處^ 之亮度斜率。 斜率解析部25係藉由處理亮度斜率之矩陣G，如圖u所 • ^於注目像素’針對像素值之斜率最大之方向即邊緣斜 率方向W、與該邊緣斜率方向心交之方向即邊緣方向 v2，分別檢測表示像素值之斜率之分散之固有值“，人2。 具體而言，斜率解析部25係藉Μ式之運算處理，來檢 128897.doc •17· • (8) 200908699 測固有值λΐ, λ2(λ1^λ2)。 [數8] Λ1 = Gyy + — 2'~' [數9] p 其中，a係根據下式。 [數 10] a = Gix+ 4Gx2y-2GxxGyy + Gy2y ..........(10) 紋理度汁算部26係如圖12所示，藉由於值1飽和之特 性，汁算隨著邊緣斜率方向“之固有值人丨之值變小，其值 會增大之對比之參數f。於此，於該邊緣斜率方向Η之固 有值λΐ之值大之情況時，由於在像素值之斜率最大之方向 G $該像素值之斜率大之情況，因此可謂注目像素為對比強 之部位:因此，可謂該注目像素為花草、樹木的葉子、岩 石表面等細部構造之相關部位之確率低，可謂紋理度低。 因此，於該情況下，紋理度計算部26係計算對比之參數 f’以便隨著該固有值λι增大，使值從值1接近值〇。 而且，如圖13所示，紋理度計算部％係以邊緣斜率方向 vl之固有值λΐ ’除算與邊緣斜率方向“正交之方向^之固 有值λ2，什算除算值λ2/λ1。紋理度計算部％係產生邊緣 128897.doc -18- 200908699 對齊度之參數g，以使該除算值λ2/λ1κ特定值ave成為值工 之最大值，該除算值λ2/λ1隨著值從該特定值ave遠離，值 會減少。 於此，該除算值λ2/λ1係於注目像素為邊緣之情況下， 若方向越對齊之情況，則值變得越小。而且，於雜訊成分 變多，邊緣交又之情況時，與其相反，值會變大。因此， 於除算值λ2/λ1之值明顯小之情況、明顯大之情況時，可 謂該注目像素為花草、樹木的葉子、岩石表面等細部構造 之相關部位之確率低，可謂紋理度低。因此，紋理度計算 部26係從除算值算邊緣對齊度之參數g，以便隨著 細部構造之相關部位之確率增大，使值從值〇接近值1。 紋理度計算部26係乘算該2個參數f及g，輪出紋理度 texness ° 拼貼部27係與拼貼部7同樣地處理該紋理度texness，輸 出對應於從拼貼部7輸出之細紋理成分S5之紋理度 texnesSt⑴ng。此外，該情況下，亦可另外設置圖像斜率 部、紋理計算部，以該圖像斜率部、紋理計算部處理輸出 自拼貼部7之細紋理成分S5或輸出自階差減低部8之細紋理 成分S6 ’計算紋理度texnesSti丨〇 拼貼部28係與拼貼部7同樣地處理輸出自斜率解析部25 之固有值λΐ，λ2 ’計算對應於從拼貼部7輸出之細紋理成分 S5之固有值λ1ί，λ2ίβ此外’該情況下，關於拼貼部27亦 可與上述同樣地另外設置圖像斜率部，處理輸出自拼貼部 7之細紋理成分s5或輸出自階差減低部8之細紋理成分S6， 128897.doc -19· 200908699 計算對應於細紋理成分S5之固有值λ 11，X2t。 邊緣解析部29係處理該等λΐ、λ2、λΐί、λ2ί，產生根據 隨著邊緣之可能性變高，值會減少之邊緣之權重賦予係數 atype-E。亦即，如圖14所示，邊緣解析部29係根據固有值 λΐ，於值1至值〇之範圍内，產生隨著對比於邊緣斜率方向 vl變高’邊緣之確率變高’值會增大之參數s。而且，如 圖15所示’根據固有值…及人丨之除算值人2/?11，產生隨著 亮度斜率對齊且邊緣之確率變高，值會增大之參數邊 緣解析。卩29係乘异由該等固有值人1及人2所產生之參數$及 t ’產生表示輸入影像k號s 1之注目像素之邊緣相似度之 參數 edgeness。 而且，同樣地，處理對應於細紋理成分S5之固有值“、 λ2ί，產生表示細紋理成分S5之注目像素之邊緣相似度之 參數 edgenessti丨e。 邊緣解析部29係藉由次式之運算處理來處理該2個參數 edgeness，edgenesStile，產生根據邊緣之權重賦予係數％ E ’以使影像信號S9之細紋理成分S3之成分量在邊緣等部 位降低。 [數 11] ^type-E = 1.0-max (edgeness, edgenesst 丨丨β) · · 〜π个呢；^糊八京夕巧冢 信號S1 ’計算與附近像素間之差分絕對值吨十此 外’於此’ d(x，y)係位置（x，y)之注目像素之像素值。而 128897.doc -20- 200908699 且，d(x+l，y)、d(x，y+l)為水平方向及垂直方向之鄰接像素 之像素值。 [數 12] hact(x,y) = |d(x,y)-d(x + 1.y)| vact(x,y) = |d(x,y)-d(x,y+1)| act(x,y) = hact+vact ..........(l 2) ^ , 活動性計算部30係對於各注目像素，以注目像素為中心 在水平方向及垂直方向設定m像素及η像素之區域，藉由次 式之運算處理來處理該差分絕對值act(x，y)，藉此計算活 動性actblk raw、將該活動性actblk raw以區域内之最大值 actmax及最小值actmin之差分值actmax-actmjn予以正規化之正 規化活動性actblk n()rm。此外，Σ之範圍為該m像素及η像素 之區域。 [數 13] ϋ act blk rM(x, y) = Hact (X+m，y + η) m n actblk酬（x,y) = -ac_t細二⑽•二x actblkraw(x_y) .........(l 3) 拼貼部3 1係與拼貼部7同樣地處理活動性計算部3 〇所求 出之活動性actb|k raw ’計算對應於輸出自拼貼部7之細紋理 成分S5之活動性acttUe raw «此外，於該情況下，關於拼貼 部27亦可與上面所述同樣地另外設置圖像斜率部、活動性 128897.doc •21 · 200908699 計算部’處理輸出自拼貼部7之細紋理成分S5或輸出自階 差減低部8之細紋理成分S6，計算活動性acttne raw亦可。 活動性解析部32係輸入活動性計算部30所求出之正規化 活動性actblk norm ’ 如圖16所示，於值1至值〇之範圍内，產 生隨著正規化活動性actblk n()rm之值增大，值會增大之參數 ^act norm 0 藉此，活動性解析部32係產生隨著活動性增大， 值會增大之參數aaetnDnn。

Ο 而且，活動性解析部32係以活動性actb]k raw來除算活動 性acttile raw，並如圖17所示，於值i至值〇之範圍内，產生 由於除算值之增大，值會減少之參數aactrati。。於此，於檢 /則活動性之範圍内存在有邊緣、孤立點等之情況時，該除 算值之值會增大。相對於此，於不存在該類邊緣、孤立點 等，區域内之像素值之變動一樣之情況時，因應於有關該 像素值變動之頻率成分，該除算值會成為小於值丨之值。 藉此，活動性解析部32係產生隨著周圍存在有邊緣、孤立 點等之確率增大 值會變小之參數aaetmi。 活動性解析部32係乘算如此計算之2個參數謝⑴以⑽ rati。，藉此以在像素值之變動一定之部位且於影像信號 S9，細紋理成分S3之比例會增大之方式，輸出根據活動性 之權重賦予係數〇^(；^^。 活動比計算部33係藉由次式之運算處理以基本區塊内 之各像素之活動性acttile raw之平均值，來除算注目像素之 活動性acttile raw ’計算活動性之比率 丁 1 aLluPix vs blk 0 [數 14] 128897.doc -22- (14) 200908699 ratio pix_vs_blk —注目像素之活動 區塊内活動之平均 活動比解析部34係輪入該活動性之比率。 ..„ 1〇Pix vs blk ’ 產 生如圖18所示，於值丨至值。之範圍内，由於該比率 rat1〇pix vs blk之增大，值會減少之權重賦 . “双 apix vs blk。

;，〇 t率ratl0pix vs blk係於在基本區塊内存在有異質之 紋：成分之情況下，其值會變大。具體而言為混合存在有 關花草之細部構造之部位及有關岩石等細部構造之部位之 情況等。因此，活動比解析部34係產生隨著存在有異質之 紋理成分之確率增大，值會變小之權重賦予係數 bik，並產生權重賦予係數apix vs Mk，以便於像素值之變動 一定之部位，使細紋理成分之比例在影像信號S9增大。 乘算電路35係藉由次式之運算處理，乘算邊緣解析部 29、活動性解析部32、活動比解析部34所求出之權重賦予 係數 atype-E、aactivity、apix vs 川，求出混合比 a。 [數 15]

a = a typ9-£ a activity /y pix_vsj>lk *.........(1 5) (2 )實施例之動作 於以上架構中，輸入影像信號SI(圖1)係於紋理擷取部3 擷取高頻成分’並擷取花草、樹木的葉子、岩石表面等細 部構造成分之紋理成分。於此，如此所擷取之高頻成分即 使例如背景、前景等之顏色、亮度大致一樣之部位，於自 然囷像中仍會微妙地變動，藉由該微妙變動，於自然圖像 表現花草、樹木的葉子、岩石表面等細部質感。 128897.doc -23 - 200908699 因此，於該紋理成分劣化之情況時，會缺乏花草、樹木 的葉子、岩石表面等細部質感。提升該質感時，藉由強調 高頻成分雖可改善某程度，但於欠缺有關該等花草、樹木 的葉子、岩石表面等細部構造之頻率成分本身之情況時， 僅單純地增大雜訊量，並無法提升任何質感。 特別於藉由縮放，將SDTV方式之視訊信號予以格式轉 換為HDTV方式之視訊信號之情況等時，由於解像度之增 大，相對地會欠缺有關該等質感之高頻成分，顯著有損質 感。 因此，於本實施例中，於細紋理產生部6(圖2及圖3)， 該紋理成分S4係於各區塊BLA被縮小，並產生基本區塊 BBL。而且，該基本區塊BBL重複貼於原本之區塊BL，產 生相對於原本之紋理成分S 4，空間頻率增大之細紋理成分 S5。而且’該細紋理成分S5係藉由階差減低部8、紋理合 成部1 5等來處理而產生細紋理成分§ 3，該細紋理成分§ 3與 原本之輸入影像彳§號S 1被予以圖像合成。藉此，於該影像 信號處理裝置1，即使為欠缺關於花草、樹木的葉子、岩 石表面等細部構造之頻率成分本身之情況，仍可彌補該欠 缺成分並使高頻成分之空間頻率增大，藉此可提升細部質 感。 然而，藉由如此重複基本區塊BBL來提升細部質感之情 況時’關於花草、樹木的葉子等細部構造以外之邊緣成分 等亦同樣地處理，因此發生各種不當。 因此，於該影像信號處理裝置1，藉由紋理附加量控制 128897.doc -24- 200908699 部16控制輸入影像信號s丨與細紋理成分S3之圖像合成比 率，藉此避免邊緣等之不當處理，以提升質感。 更具體而言’於該影像信號處理裝置1，在拼貼部7產生 細紋理成分時（圖3) ’選擇性地縮小區塊bl之中央部分 BLA，做成基本區塊BBL。亦即，若單純地縮小區塊Bl來 做成基本區塊BBL，則相對於由於基本區塊BBL之重複而 發生不調和感，得知若如此選擇性地縮小區塊8[之中央部 分BLA來做成基本區塊BBL，可使感覺更接近自然圖像。 藉此，於該影像信號處理裝置丨，可藉由自然感來提升質 感。 而且，該中央部分BLA係設定為大小會因應平坦度等而 變化。於此，該大小之變化結果為做成基本區塊BBL時之 縮小率之變化，因此會使以細紋理成分增大之空間頻率變 化。因此，藉由因應平坦度來使該中央部分BLA之大小變 化，可無過度或不足地增大空間頻率並強調高頻，藉此亦 可利用自然感來提升質感。 而且，於階差減低部8 ’該拼貼部7所產生之細紋理成分 S5被予以濾波處理，抑制細紋理成分S5之基本區塊bbl間 之階差。藉此，於該影像信號處理裝置丨，可看不到有關 基本區塊BBL之重複之週期成分，可有效地避免由於該週 期成分所造成之不調和感。於該處理中，階差減低部8係 於基本區塊BBL之邊界，僅針對鄰接像素進行遽波處理， 抑制階差’藉此極力防止高頻成分減低，抑制階差(圖”。 而且，於後續之階差擴散部9,與原本之紋理成分以間 128897.doc •25- 200908699 之差分err係擴散至注目像素之周邊像素。藉此，藉由基本 區塊BBL之重複來使空間頻率增大，以像素值對於原本之 紋理成分S4不會顯著不同之方式，補正像素值，產生細紋 理成分S7。藉此，於該差分經擴散之細紋理成分S7，即使 如此藉由基本區塊BBL之重複而做成之情況下，仍具有原 本之紋理成分S4之像素值之變化傾向，藉此亦可防止不調 和感，以自然感來提升質感。 於该影像信號處理裝置1，於紋理合成部丨5合成該差分 經擴散之細紋理成分S7與原本之細紋理成分S6。於該合成 之處理中，藉由因應紋理度texness，texness仙ng來使合成 比率可變，以例如關於花草、樹木的葉子等細部構造之部 分，增大原本之細紋理成分S6，於邊緣等部分則增大差分 經擴散之細紋理成分S7之方式，合成該等細紋理成分％及 S7’可無不調和感並提升質感。 而且，可藉由變動增益gfluct來使增益可變，連續之基本 區塊之像素值之變化可接近自然圖像之像素值之變化，藉 此亦可無不調和感並提升質感。 相對於此，於紋理附加量控制部丨6(圖7)，輸入影像信 號S1係於斜率解析部2 5，檢測像素值之斜率最大之邊緣斜 率方向vl、與邊緣斜率方向νι正交之邊緣方向以，針對 該斜率方向vl及v2 ,分別檢測表示像素值之斜率之分散之 固有值λΐ, λ2(圖10及圖11)。而且，該固有值λ1，λ2係於拼 貼部28處理，求出對應於輸出自拼貼部7之細紋理成分s5 之固有值λΐί，X2t。藉此，輸入影像信號81被檢測對於各 128897.doc -26- 200908699 像素表示邊緣相似度之參數λΐ，λ2, λΐί，λ2ί。 輸入影像信號S 1係該等參數λ 1，λ2，λ 11，λ2ΐ;中之參數λ 1 λ2由紋理度計算部26、拼貼部27依序處理（圖ΐ2、圖13)， 求出紋理度 texness，texnesstiling。 而且’參數λΐ, λ2，λΐΐ，λ2ΐ係於邊緣解析部29處理（圖 14、圖15) ’產生於邊緣之部位會使細紋理成分μ之比例 降低之權重賦予係數ottype_E，藉由該權重賦予係數atypeE， 設定混合部17之細紋理成分S3與輸入影像信號81之合成比 率。藉此，於該影像信號處理裝置1，於邊緣部分可使輸 入影像信號S 1之比例增大，於邊緣等部分不會由於基本區 塊之重複而強調高頻成分，藉此可有效避免畫質劣化並提 升質感。 而且’輸入影像信號S1係於活動性計算部30求出活動 性，由拼貼部3 1處理該活動性，從拼貼部7輸出，求出對 應於細紋理成分S5之活動性。輸入影像信號係該等活動性 由活動性解析部32處理（圖16、圖17)，並產生根據活動性 之權重賦予係數aactivity，以使細紋理成分S3之比例在像素 值之變動一定之部位增大，藉由該權重賦予係數〜川 設疋混合部17之細紋理成分83與輸入影像信號S1之合成比 率。藉此，本實施例在邊緣、孤立點等，可不會由於基本 區塊之重複而強調高頻成分，藉此可有效避免晝質劣化並 提升質感。 而且，輸入影像信號s 1係於活動比計算部33，被求出輪 入影像信號si之活動性與對應於細紋理成分S5之活動性之 128897.doc -27- 200908699 比率’接著於活動比解析部34，根據該比率產生權重賦予 係數apix vs blk(圖18)，以使細紋理成分之比例在像素值之 變動一定之部位增大，藉由該權重賦予係數apix ，設 定混合部17之細紋理成分83與輸入影像信號31之合成比 率。藉此’本實施例係於基本區塊内存在有異質之紋理成 分之情況時，可不會由於基本區塊之重複而強調高頻成 分，藉此可有效避免畫質劣化並提升質感。 輸入影像信號si係藉由該等權重賦予係數at E， Γ、 aaetivity，〇cpixvsblk，於混合部17與細紋理成分S3進行圖像合 成而產生影像信號S9。於此，即使如此藉由各種參數之檢 測來使合成比率可變’並進一步設計細紋理成分S3之做成 方法，於輸出自該混合部丨7之影像信號S9，亮度位準顯著 立'曰大之像素會呈點狀分布，因此仍察覺到晝質劣化。 因此，影像信號處理裝置1係於後續之峰值檢波部丨8， 檢測焭度值比附近像素上升之像素。而且，根據該檢測結 果，於後續之峰值抑制部19，抑制亮度值之上升。藉此， S亥影像信號處理裝置1防止亮度位準顯著增大之像素之點 狀分布，防止畫質劣化。 (3)實施例之效果 右根據以上架構，藉由從輸入圖像摘取高頻成分，予以 縮小以產生細紋理成分’並將該細紋理成分與輸入圖像予 以圖像合成’可較以往提升細部質感。 而且’於擷取、縮小高頻成分時，藉由選擇性地縮小區 塊之中央部分，並做成基本區塊，可更接近自然圖像而產 128897.doc •28· 200908699 生細紋理成分’藉此可藉由自然感來提升質感。 而且，藉由遽波處理’來抑制細紋理成分之基本區塊間 Ρ差’可有效避免基本區塊之週期成分所造成之不調和 感。 至=傻Ϊ由使對於向頻成分之細紋理成分之差分值擴散 =邊像素，可㈣本讀^分之像隸變化反映至細 防止不調和感，可藉由自然感來提升 質感。 #由口成處理該差分經擴散之細紋理成分與原本 之、，，田紋理成分，以便利用人忐 苗“ 扪用。成比率之控制，以例如關於花 =、樹木的葉子等細部構造之部分，增大原本之細紋理成 =於邊緣等部分則增大差分經擴散之細㈣成分之方 且5成該等細紋理成分，可無不調和感並提升質感。 人^而言’藉由因應表示紋理之確定性之紋理度來使 口成比率可變’可無不調和感並提升質感。 Ο 八 藉由使〜盈變動’利用該增益來補正細紋理成 刀’可使像素值之變化接近自然圖像之像素值之變化，藉 此亦可無不調和感並提升質感。 而且’從輸人圖像檢測表示注目像素之邊緣相似度之參 藉由設定圖像合成㈣’使於邊緣部位之細紋理成分 比例降低m邊緣等部分，不會由於基本區塊之重 複而強調高頻成分，1 i 感。 3此可有效避免晝質劣化並提升質 而且，藉由檢測輸入圖像之活動性，設定圖像合成比 128897.doc •29· 200908699 率’以使於圖像值之變動一定之部位，細紋理成分之比例 增大’藉此於邊緣、孤立點等，可不會由於基本區塊之重 複而強調高頻成分，藉此可有效避免畫質劣化並提升質 感。 而且’計算輸入圖像之活動性與細紋理成分之活動性之 比率’藉由該比率設定圖像合成比率，以使細紋理成分之 比例在像素值之變動一定之部位增大，藉此於存在有異質 之紋理成分之情況時，可不會由於基本區塊之重複而強調 高頻成分’藉此可有效避免畫質劣化並提升質感。 而且’藉由抑制輸出圖像之亮度值之峰值，可防止亮度 位準顯著增大之像素之點狀分布，藉此可防止畫質劣化。 [實施例2] 此外’於上述實施例雖敘述有關單純地從輸入影像信號 擁取南頻成分，並擷取紋理成分之情況，但本發明不限於 此’紋理成分之擷取方法可廣泛適用使擷取高頻成分之渡 波器之特性呈動態地可變，並擷取紋理成分之情況等各種 方法。 亦即，花草、樹木的葉子、岩石表面等背景、前景等之 一樣部位之細部構造成分，係於例如縮小之影像成為頻率 顯著兩之高頻成分，相對地，於放大之影像會分布至低頻 帶區。因此，例如於像素值變動小之較平坦部位，能以亦 可掘取至低頻率成分之方式來擷取紋理成分。而且，與此 相反，於像素值變動大之部位，可擷取高頻帶區之成分來 擷取紋理成分。 128897.doc -30· 200908699 ,例如於各部將輸入影像信號予以頻率解析，因應 頻率光之分布，於各部切換濾波器之遮斷頻率來掘取紋 理成分之情況’藉由色相、亮度值、平坦度等來判斷各部 屬根據該屬性，於各部切換滤波器之遮斷頻率來掘取 、、文理成'刀之情況等，使遽波器之特性呈動態地可變來榻取 紋理成分’可更加提升質感。 n而且’於上述實施例係敘述有關藉由處理輸入影像信 號’來處理動態圖像之輸入圖像之情況，但本發明不限於 亦了廣泛適用於處理靜止圖像之情況。 而且’於上述實施例係敘述有關於顯示器裝置適用本發 明之情況’但本發明不限於此，可廣泛適用於各種影像信 '己錄再生裝置、處理裝置、編輯裝置、處理程式等。 [產業上之可利用性] 本發明可適用於例如顯示器裝置等影像機器。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之實施例之影像信號處理裝置之區 圖。 圖2係表示圖丨之細紋理產生部之區塊圖。 圖3(A)〜(D)係供說明圖2之拼貼部之動作之簡略線圖。 圖4係表不圖2之差分擴散部之誤差濾波器之簡略線圖。 圖5係供說明圖2之差分擴散部之動作之簡略線圖。 圖6係供說明圖丨之峰值抑制部之簡略線圖。 圖7係表示圖1之紋理附加量控制部之區塊圖。 圖8係表示圖7之變動增益計算部之區塊圖。 128897.doc 200908699 圖9係供說明圖8之變動增益計算部之動作之特性曲線 圖。 圖10係供說明圖7之斜率解析部之動作之簡略線圖 圖Π係供說明圖10之後續之簡略線圖。 圖12係供說明圖7之紋理度計算部之動作之簡略線圖 圖13係供說明圖I2之後續之簡略線圖。 圖14係供說明圖7之邊緣解析部之動作之簡略線圖 圖15係供說明圖14之後續之簡略線圖。

圖16係供說明圖7之活動性解析部之動从 初作之間略線圖。 圖Π係供說明圖16之後續之簡略線圖。 圖18係供說明圖7之活動 【主要元件符號說明】 比解析部之動作之簡略線圖

1 影像信號處理裝 2 紋理產生部 3 紋理擷取部 4, 21 低通濾波器 5, 12, 22 減算電路 6 細紋理產生部 7, 27, 28, 3 1 拼貼部 8 階差減低部 9 差分擴散部 10 減算部 11 誤差濾波器 15 紋理合成部 128897.doc •32· 200908699 16 紋理附加量控制部 17 混合部 18 峰值檢波部 19 峰值抑制部 20 變動增益計算部 23 增益設定部 25 斜率解析部 26 紋理度計算部 29 邊緣解析部 30 活動性計算部 32 活動性解析部 33 活動比計算部 34 活動比解析部 35 乘算電路 128897.doc -33-

Claims (1)

1. 200908699 十、申請專利範圍： 1. 一種圖像處理裝置，其特徵為包含： 紋理擁取部，其係從輸入圖像糊取紋理成分； 細紋理產生部’其係對於分割前述輸入圖像而形成之 各區塊’縮小基於前述紋理成分之區塊以做成基本區 塊’將前述基本區塊重複配置於前述區塊，藉此產生使 前述紋理成分之空間頻率增大之細紋理成分； 混合部，其係將前述細紋理成分與前述輸入圖像予以 Γ 丨 圖像合成；及 、紋理附加量控制部，其係設定前述混合部之圖像合成 比率。 2. 一種圖像處理方法，其特徵為包含： 紋理满取步驟’其係從輸入圖像擷取紋理成分； 細纹理產生步驟’其係對於分割前述輸入圖像而形成 之各區塊’縮小基於前述紋理成分之區塊以做成基本區 , 塊’將前述基本區塊重複配置於前述區塊，藉此產生使 ϋ 前述紋理成分之空間頻率增大之細紋理成分； 混合步驟，其係將前述細紋理成分與前述輸入圖像予 以圓像合成，產生輸出圖像；及 紋理附加量控制步驟，其係設定前述混合步驟之圖像 合成比率。 3. 如請求項2之圖像處理方法，其中 前述細紋理產生步驟係 選擇性地縮小前述區塊之中央部分以做成前述基本區 128897.doc 200908699 塊。 4. 如請求項2之圖像處理方法，其中 前述細紋理產生步驟包含： 差抑制步驟’其係藉由前述細紋理成分之濾波處 理抑制則述細紋理成分之前述基本區塊間之階差。 5. 如請求項2之圖像處理方法，其中 前述細紋理產生步驟包含： Ο

   、差刀擴散步驟’其係使前述細紋理成分對於前述紋理 成分之差分值擴散至周邊像素。 6. 如請求項2之囷像處理方法，其中 前述細紋理產生步驟包含： 左分獷散步驟，苴伤祛诰n , 、 八係使刖述細紋理成分對於前述紋理 成分之差分值擴散至周邊像素；及 合成步驟’其係於前述細紋理成分合成藉由前述差分 擴散步驟·^差分擴散後之前述細紋理成分； 於前述混合步驟處理之前述細紋理成分係於前述合成 步驟經合成之前述細紋理成分。 7. 如請求項6之圖像處理方法，其中 前述合成步驟係 隨著表示紋理之確定料夕# 疋生之紋理度來變化合成比率 8. 如請求項2之圖像處理方法，其中 前述細紋理產生步驟係 前述細紋理成分乘以變動之增益並輸出。 9. 如請求項2之圖像處理方法，其中 I28897.doc 200908699 前述紋理附加量控制步驟包含： 邊緣檢測步驟’其係從前述輸入圖像檢測表示注目像 素之邊緣相似度之參數；及 邊緣解析步驟，其係解析於前述邊緣檢測步驟檢測到 之參數’設疋如述圖像合成比率，以便前述細紋理成分 之比例在邊緣部位降低。 ίο.如請求項2之圖像處理方法，其中 前述紋理附加量控制步驟包含：

   活動性檢測步驟，其檢測前述輸入圖像之活動性；及 活動性解析步驟，其係解析前述活動性，設定前述圖 像合成㈣，則更前述細紋理成分之比例在像素值之變 動為一定之部位增大。 11. 如請求項2之圖像處理方法，其中 前述紋理附加量 活動性檢測步驟 細紋理成分之活 成分之活動性； 控制步驟包含·· ’其係檢測前述輸入圖像之活動性； 動性檢測步驟，其係檢測前述細紋理 活動比計算步驟，盆 。十舁刖述輸入圖像之活動性盥 月'J述細紋理成分之活動性之比率；& 活動比解析步驟，盆 合成比率nth述㈣，歧前述圖像 彳更刖述細紋理孑八 變動為一定之部位增 刀之比例在前述像素值之 12·如請求項2之圖像處^方法，1中勺人· 峰值抑制步驟，直 ^ 3 ' ^係抑制前述輪出圖像之像素值之峰 128897.doc 200908699 值。 13· -種圖像處理方法之程式，其特徵為包含： 紋理操取步驟，其係從輸入圖像擷取紋理成分； 細紋理產生步驟’其係對於分割前述輸入圖像而形成 之各區塊，縮小基於前述紋理成分之區塊以做成基本區 塊將削述基本區塊重複配置於前述區塊，藉此產生使 刚述紋理成分之空間頻率增大之細紋理成分·， 此合步驟’其係將前述細紋理成分與前述輸入圖像予 以圖像合成，產生輸出圖像；及 紋理附加量控制步驟，其係設定前述混合步驟之圖像 合成比率。 14.種5己錄圖像處理方法之程式之記錄媒體，其特徵為： 前述程式包含： 、蚊理掏取步驟’其係從輸人圖像#貞取紋理成分； 細，理產生步驟，其係對於分割前述輸入圖像而形成 之各區塊’縮小基於前述紋理成分之區塊以做成基本區 塊將刖述基本區塊重複配置於前述區塊，藉此產生使 月j述紋理成分之空間頻率增大之細紋理成分； 此〇步驟’其係將前述細紋理成分與前述輸入圖像予 以圖像合成，產生輸出圖像；及 '纹理附加量控制步驟’其係設^前述混合步驟之圖像 合成比率。 128897.doc