201140497 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於影像處理’尤指—制來產生—高品質放大 (Up-scaled)影像之方法及相關裝置。 【先前技術】 依據相關技術，傳統的影像播放裳置可對一原始影像進行放大 ⑽餐Hng)運作以產生-高解析度影像，尤其是具有比原始解析 度（即該原始·之解析度）更高簡析度之影像。典型狀況下， 傳統的影像播放裝置於水平方向上產生—麵像素時，僅使用到新 像素左右兩_壯像素作為參考像素。於是，針_原始影像之 某些影像内容’傳統的影雜放裝置所產生之高崎度影像看起來 並不逼真，這是因為_始影像本來就不具有產生該高解析度影像 所需之完整的影像資訊。 由於傳統㈣像裝置於產生之高解析度影像時會有產生許 多錯誤影像資訊之問題。因應這個問題，相關技術提出—些方案以 試圖改善。細’這些方案往往會有-鋼相。例如：採用複雜 的演算法會造成硬體資源不足。又例如：採用具備較強運算能力之 硬體會造成過高的成本。因此，需要-種_的方法來改善高解析 201140497 度影像的品質 【發明内容】 因此本發明之目的之一在於提供一種用來產生一高品質放大 (Up-scaled)影像之方法及相關裝置，以解決上述問題。 本發明之較佳實施例中提供-種用來產生一高品質放大影像之 =法，該方法包含有：利用—原始影像中之至少四個像素作為該高 *質大〜像巾之參考像素，其巾雜參考像素侧來作為該高品 =放大影像中之—部分像素，並簡來作為產生該高品質放大影像 二1一部分像素之參考；以及依據該些參考像素中之兩相鄰像素 的像素值計算細«像权間對胁三個四等分（Q細er)點之 分佈值之至少―部分、且依據該些參考像素中之至少三個 值調整該些線性分佈值之該部分，並據以產生該高 。口買放大影像中之至少一像素。 本發明於提供上述方法之同時，亦對應地提供-種用來產生一 向品質放大f彡狀裝置，賴置包含有：—控_ 式碼以控繼裝置之運作 純仃-程 =式碼之該控制器利用一原始影像中之至少二= 4放大影像中之參考料，其中該些參考像素制來作 201140497 中之另-素’並且用來作為產生該高品質放大影像 夫者齡φ 及執行該程式碼之該控繼依據該些 個四等二點Γ兩相鄰像素的像素值計算該兩相鄰像素之間對應於三 中之至ίυΓ性分佈值之至少—部分、且依據該些參考像素 據以產生^ σ ί像素的像素值調整該些線性分佈值之該部分，並 產生。亥问。口 I放大影像中之至少一像素。 【實施方式】 第U圖為依據本發明一第一實施…^ 生一㈣4放大（Up讀d)影像Ius之褒置觀的示意圖 置100包含一控制器諸如控制器u " 〇nlyMemory)ROM) " Uead 己隐體係設置於控制 i^O之㈣㈣u咖綠行—帥y 之運作，㈣讀記㈣議__存程式碼騰、 讀記憶體麵可域子式可抹除可_輪_ (細唯 &_eplOg_mableRQM’EEPRQM);_^.^ 限。 Μ 依據本實施例，上述之控制原始影料中之至 像素作為高品質放大影像Ius巾之參考像素，其找齡考像 用來作為高品質放大影像Iust之—部分像素，並且用來 高品質放大影像Ius中之另-部分像素之參考。另外，上述之控制 201140497 .11依據該些參考像素中之兩相鄰像素的像素值計算該兩相鄰像素之 間對應於三個四等分（QUarter；)a之三個線性分佈值之至少一部分、 且依據該些參考像素中之至少三個參考像素的像素值調整該些線性 分佈值之該部分’_以產生高品質放大影像^中之至少一像素。 請注意，本實施例之唯讀記憶體u〇M係設置於控制器⑽之 =^、疋為了說明的目的而已，並非對本發明之限制。依據本實 • 丨之憂化例’唯5賣§己憶體11〇M係設置於控 no之外。因 應架構上的變化，標號_本變化例中被代換為動，，其中裝置 100包含控制II 11G與唯讀記㈣1職。 、 像諸據本發明—實施例之—觀來產生—高品質放大影 ㈣法9lG的流程圖。該方法可 ===:及置1…-另外，該方法可藉由利用nr程Γ聰之控制器仙）。 施。該方=2實施，尤其是藉由利用上述之控制器來實 步驟912 -縣影料如上此顧影像！ 之至^、四個像素（例如：像 作為高品質放大$傍 ' n、n+l、、Pn+2 lus中之一部分像 考像素#用力〜US中之參考像素，其中該些參 象素係用來作為高品質放大影像 201140497 步驟914 : f :並且用來作為產生高品質放大影像Ius中之另一 =分像素之參考。於本實施财，該_像素係排列 p同直線上，尤其是排列於該直線上之像素I、 、n+1 一 Pn+2。依據本實施例之一特例，該四個像 士ϋ原始讀Is巾水平制之連續四轉素。依據 轭例之另—特例，該四個像素係為原始影像Is中 垂直排列之連續四個像素。依據本實施例之另一特 例，該直線不必是特線或垂直線。
上述之控_依制些參考像素巾之兩婦像素的像 素值計算該兩相鄰像素之間對應於三個四等分點之三 個線ϋ刀佈值之至少一部分（例如··這三個線性分佈 值之-部分或全部）、且依據該些參考像素令之至少三 個參考像素的像素值調整該些線性分饰值之該部分了 並，以產生高品質放大影像Ius令之至少一像素。尤 其是’該兩相鄰像素係為該四個像素當中位於令門之 兩像素，諸如像素、與Pn+2當中位㈣ 間之兩像素WPn+|。舉例而言，在該直線是水平線 或垂直線的狀況下，該些線性分佈值可為基於該兩相 鄰像素的像素值之線性内插值。另外，在該直線不是 水平線《錄況τ，_線性分佈值可為基2 該兩相鄰像素的像素值之雙線性⑽inear)值;如： 該控制器可依據該兩相鄰像素的像素值針對這三細’ 等分點之至少-部分（例如··這三個四等分點之一部 8 201140497 分或全部）進行雙線性計算。 依據本實施例’在該_鄰像钱為像素PjPn+1離況下， 上述之三個四等分點可稱為轉分鮮_ 25、Pn+G5、與Ρη·。該控 制器（例如：執行程式碼lloc之控制器110)可利用調整後之該部 錄性分佈值作為步驟9M所述之至少—像素之像素值，其中四等 分點、P㈣.5、及/或ρ_·75可為高品f放大影像Ius巾之像素。 籲尤其t，該些線性分佈值之該部分包含該些線性分佈值之全部，且 四等刀點Pn+0.25、pn+05、與P_75均為高品質放大影像^中之像素。 如此，該控制器可利用調整後之全部線性分佈值作為該高品質放大 影像中之相對應像素之像素值。這只是為了說明的目的而已，並非 對本士明之限制。依據本實關之—變化例，該控㈣依據調整後 之該部分線性分佈值進行内插計算以產生步驟9M所述之至少一像 素之像素值’其中四等分點Pn+G 25、p_ 5、與p_ 75並非高品質放大 影像Ius中之像素。 第3圖至第6圖為第2圖所示之方法91〇於不同實施例中之實 施細喊’其巾各®之上半部巾的雜與縱軸分職表像素位置與像 素值’而各圖之下半部麟示參考像素Pn i、&、U、與^以及 兩相鄰像素Pn與Pn+1之間的三個四等分點Pn+〇25、Pn+。5、與Ρη+〇75 之相關位置。於這些實施例中’符號V(Pn-,)、V(Pn)、V(pn+1)、與 v(Pn+2)分別用來代表參考像素^、Pn、Pn+1、與Pn+2的像素值。另 外，為了便於理解，步驟914所述「該些線性分佈值之該部分」可 201140497 :然而，本發明並不 用「該些線性分佈值之全部」為例來進行說明 以此為限。 广考第3圖，該控制器依據像素值购與v(p一計算對應於 -個四#分點Ρη+α25、Ρη+α5、與P_75之三個線性分佈值，諸如曲線 3川上對應於四等分點P_25、p祕、與pn制之線性分佈值 Vl(Pn+0.25) V/Pn+w)、與 Vi(p_75)，且依據像素值 υ、μ)、 V(Pn+|)、與V(Pn+2)中之至少三者（例如：像素值u、I)' V(P州）、與哪+2)當中之連續三個像素值、或全部像素值）調整線 ν,(Ρη+〇.25) ^ Vl(pn+〇5), # νι(ρη+075)α^±^^ 320 ±fm 於四等分點pn+〇·25、p_·5、與P_75之值，諸如數值％，丨(p_25)、“ V2,丨(Pn+0.5)、與¥2爲〇75) ’並據以產生高品質放大影像^中之至 少一像素。 於本實施例中’該控制器可利用像素值v(Pn ])、v(Pn)、VU、 與V(Pn+2)中之至少二個像素值的線性組合作為調整線性分佈值 V^+o·25)、Vi(Pn+0·5)、與Vi(Pn+〇75)時所分別採用之調整量，諸如調 整量〇2，肌+0.25)、DUP，）、與D2 i(p㈣75)，其可分別表示如下： D2，1(P_.25) = V2，l(Pn+0.25) - V/Pn+o 25); D2，l(Pn+〇_5) = V2，l(Pn+0.5) - V/P^。5);以及 D2，1(P_.75) = V2，i(Pn+〇.75) - V丨(pn+〇75)。 201140497 'V(Pn) V(Pn+l)^^ vrp、“ 2,1 用像素值取1)、v(pn)' 值;} 的線性組合作為調整量〇2鳥士 2ll( + + a。切丨 * v(pn+1) + a〇5n+2*v(Pn+2);以及 2,I(pn+0-75)"0-75-n*v(pn)+ao·- + ^^^{a〇-25--a〇-25>n,a0,5,n+l} , {a0,jn,)a〇5 n)a〇5(n+ba〇5) 二” aG.75，n，aa75，㈣，aQ75 n+2}代錢性組合餘。於本實施例中， 部分⑼如··這些線性組合係數之一部 刀或王4)中之任-者的絕對值可為rm諸如ι/2、Μ、Μ、等， 其中m代表正整數；如此，該控㈣藉由對像素值u、购、 v(pn+1)、及/或v(pn+2)進行位元平移（Bitsh趣g)運作即可輕 =算:些線性組合。基於以上揭露之架構，本發明之方法及相關 4置於產生南品質放大影像Ius時，可兼顧影像品f與計算速度。 依據本實施例之-特例，該控制器可利用曲線320所繪示 =果，諸如數值M_)、V2爲心 專为點Pn、“5、與P_75上之像素值v(p_ + 201140497 V(Pn+0.75)。 請注意’不論四等分點Ρη+〇25、ρ_5、及/或Ρη+〇75是否為高品 質放大影像IUS巾讀素’雜㈣可錄像雜ν(ρη)與 ν2)1(Ρη+0.25) ^ ν2>1(Ρη+05) > n V2)1(Pn+〇.75)t t 上相鄰位置的兩數值來進行内插運算，以產生其它位置的像素之像 素值。 、 請參考第4圖，該控制器依據像素值V(Pn)與V(Pn+1)計算線性分· 佈值 V丨(Pn+a25)、VKPn+Q.s)、與 V/Pn+w)，且依據像素值 V(pn i)、 v(Pn)、v(pn+丨）、與v(pn+2)中之至少三者來調整線性分佈值 V1(P_.25)、Vi(Pn+Q.5)、與V/Pn+Q75)以產生曲線420上對應於四等分 點 Ρ_·25、P_.5、與 Pn+G.75 之值，諸如數值 V2,2(P_.25)、V2,2(pn+Q s)、 與V2,2(Pn+o.75)，並據以產生高品質放大影像Ius中之至少一像素。本 實施例中調整線性分佈值VKPn+0.25)、νχΡη+0.5)、與νΚΡη +0.75 )時所分 別採用之調整量諸如調整量〇2,2(Ρ_.25)、D2,2(Pn+0·5)、與D2,2(Pn+〇75) ^ 可分別表示如下： 〇2,2(Ρ_·25) = V2,2(Pn+0.25) - Vi(Pn+〇.25); ;以及 D2,2(Pn+〇.75) = V2,2(Pn+〇.75) - Vi(Pn+〇.75)。 執行程式碼110C之控制器110將一加權參數W2施加於至少— 12 201140497 預期（Expected)調整量諸如第3圖所示實施例中之調整量 D2,丨(Pn+〇.25)、D2，i(P錢5)、與 D2 ι(Ρη+() 75)，作為調整量 D2 2(Pn+a25)、 D2,2(Pn+Q.5)、與 D2,2(Pn+()75)，其可分別表示如下： 〇2,2(Ρη+ο.25) = W2 * 〇2,ι(Ρη+0 25); D2,2(Pn+0.5) = W2 $ D2,丨(Ρη+〇5);以及 D2,2(Pn+0.75) = W2*D2，1(p_75)。 例如：第4圖繪示W2 = 〇 75的狀況。 依據本實施例之一特例，該控制器可利用曲線42〇所繪示之調 整結果，諸如數值 v2,2(p_25；)、V22(Pn+a5)、與 V22(IW75)，作為四 等分點 Pn+o.25、Pn+〇.5、與 Pn+〇 75 上之像素值 v(Pn+〇25)、v(Pn+〇 5)、與 V(Pn+〇.75) 〇 。月/主思不娜四等分.點ρ_Μ、Pn+〇 5、及/或Ρη·是否為高品 質放大衫像Ius巾之像素’該控㈣可依據像素值哪)與ν(ΡηΗ) V2,2(Pn+0.25) , V2)2(Pn+〇5) , ^ V2,2(Pn+0J5)tfmmPAm 上相鄰位置的兩數值來進行_ ，以產生其它位像素之像 音信。 佈：第控制器依據像素值，卿廣算線性分 1 n+0.25 1 Pn+05)、與 Vl(Pn+0_75) ’ 且依據像素值 V(pn i)、 13 201140497 (n+l)與V(Pn+2)中之至少三者來調整線性分佈值 Vl(Pn+a25)' Vl(P_.5)、與Vi(P_.75)以產生曲線520上對應於四等八 t=Pn+°·75之值，諸如數值 一 ’ η ·75並據以產生〶品質放大影像^中之至少—像素 ' Vl(Pn+o'5)'" Vi(p-7s)8^" D2’3(Pn+0.25) = V2,3(P_ 25) _ Vi(p_ 25); D2’3(Pn+a5) = V2,3(Pn+〇5)-Vi(Pn+〇5);w& D2,3(Pn+0.75) = V2,3(Pn+〇 75) _ Vi(p_ 75)。 依據，線性分佈值之該部分被至少—相對應之預期調 二=:第3騎示實施例中之調整量〇偏^ /或D秦⑹）調整所得之至少—預期調整結果是科入至少一 =疋城，執行程式碼臟之控制器110決定是否將至少-加權 參數諸如加權參數π施加該至少一相對應之纖調整量，作為於 调整该些線性分佈值之該部分時雌用之至少—調整量。尤其θ 在上述之至少-預_整結果紅上述之至少—駭範圍的2 下，執行程式碼騰之控制器110將上述之至少一加權參數諸如 加權參數％施加於該至少應之職機量，料該至少一 調整量。例如：給定線性分佈值V1(p_25)、V1(p_5)、 被相對應之預期調整量02池+。.25)、0爲。^ 201140497 ' 7之職機結果分職數值¥_)、ν2>1(ρη+().5)、與 ' wpn+o·75) ’在該預定範圍代表區間[101，255]的狀況下，由於數值 ’（η 〇’25)/、V2’l(Pn+0·5)落入該預定範圍，故控制器11〇將加權參數 W3分別施加於預期調整量％(ρη·)與D2，1(Pn+0.5)，作為調整量 ^2,3^0.25)# D2)3(Pn+〇5)= , ^^itV2,l(Pn+0.75)ii4^^f| 定範圍’故控制$ 11〇不將加權參數％施加於預期調整量 D2’l(Pn+G·75)。如此，本實施例中上述狀況下之調整量D2,3(Pn^25)、 鲁 〇2,3(Ρ_，5)、與〇23(Ρη+。75)可分別表示如下： D2,3(Pn+〇.25) = W3*D2,1(Pn+〇.25)； 以及 D2,3(Pn+0.75) = 〇2爲〇 75)。 例如：第5圖繪示w3 = 0.5的狀況。 • 依據本實施例之一特例，該控制器可利用曲線520所繪示之調 V2)3(Pn+0,5) , ν2(3(Ρη+α5) ^ V2,3(Pn+〇,5) > 等分點 Pn+0.25、Pn+〇 5、與 Pn+〇 75 上之像素值 v(p㈣25)、v(IV〇 5)、與 V(Pn+0.75)。 - 請注意’不論四等分點Ρη+〇25、ρ_5、及/或ρ_是否為高品 • f放大影像Ius中之像素，該控制器可依據像素值V(Pn)與V(Pn+1) V2,3(Pn+0.25) ' V2)3(Pn+0.5) > ^ V2^n+〇75)t^MM^m^t 15 201140497 置的像素之像 上相鄰位置的兩數值來進行内插運算，以產生其它位 素值。 請參考第6圖’該控制器依據像素值V(P换ν(Ρη+ι)計算線性分 佈值V#·25)、％(!>_)、與Vi%·)，且依據像素值、 v(Pn)、v(pn+1)、與v(j>n+2)中之至少三者來調整線性分佈值 Vi(Pn+G_25)、V丨(Pn+G·5)、與V丨(pn边75)以產生曲線62〇上對應於四等分 點 Ρη+α25、Pn+0_5、與 P_.75 之值，諸如數值 v2，札〇25)、V24(Pn刊小 與V2,4(p_.75)，並據以產生高品質放大影像Ius中之至少一像素。本鲁 實施财調整線性分佈值Vl(P_25)、Vi(Pn+〇5)、與Vi(p_Μ時所分 別採用之量諸如罐量D24(P_25)、D2,4(p_5)、與D2,4(p_y 可分別表示如下： 〇2,4(Ρη+〇_25) = V2,4(Pn+〇 25) - V丨(Pn+〇 25); D2,4(Pn+0.5) = V2,4(Pn+0 5) - VJPn+o 5);以及 〇2,4(Ρη+0·75) = V2,4(Pn+0.75) - 75)。 鲁 依據本實施例，上述之至少一預定範圍包含複數個預定範圍 R4(〇) ' R4(l)、R4(2)、與R4(3)(於本實施例中分別代表區間[〇, 63]、 [64, 127]、[128, 191]、與[192, 255])，而上述之至少一加權參數包含 分別對應於預定範圍R4(〇)、1^(1)、仏(2)、與1(3)之複數個加權參 數^(〇)、”4(1)、\¥4(2)、與^3)。另外，前述之至少一相對應之 預期調整量包含複數個相對應之預期調整量諸如第3圖所示實施例 16 201140497 D2,l(Pn+0,5). D2)i(Pn+〇s) ^ ^ 〇2ι(ρη+〇75)) ^ -預麵整結果包含減__整結果諸如練％(p_)、 V^Pn+O.S)與V^·) ’其中上述之至少一調整量包含前面所列 之三侧整量 D2,4(Pn+G,25)、D24(p_5)、與 中’依據該些預期調整結果中之一特定預期調整結果諸如數值 Vz/Pn+x) (X 0.25、G.5、或0.75)是否落入—特^預定範圍〜⑺ (Y 0 1 2或3)’執仃程式碼u〇c之控制器⑽決定是否將 -特定加權參數％⑺施加於—較預期調整量MW)，作為對 應於特纖贈D爲χ)〇肖纖4 d秦)，其中特定 加權參數W4(Y)對麟狀~⑺，且賴整結果 (#Η〇 ： 〇2)ΐ(Ρη+χ)^*^ , 在捕疋獅_果諸如錄V2i(Pn+x)“特定職範謂γ) 的狀況下’執行程式碼U〇C之控制器則將特定加權參數^⑺ 施加於特定預期調整量D2，l)，作為特定調整量D2,4(Pn+x)。 例如=圖繪示W.a25、W4⑴=α5、與觸.的狀 況，其中於本實施例中，w4p) = 1。 敕據本例之特例’該控制器可利用曲線620所繪示之調 整結果’諸如數值V2,4(p )、v PUP ^ ㈣·25) Ί.5)、與 v2,4(p_)，作為四 與 # 刀點 Ρη+0·25、Pn+0 5、與 p wp 、 n 075 上之像 * 值 V(P_.25)、v(pn+0.5) V(Pn+0.75) 0 17 201140497 不响四等分點Pn+〇 25、、及/或^是否為高品 質放大影像1仍中之像素，該控制器可依據像素值ν(ρ换U 以及數值 V2,4(Pn+0 25)、v2 4(p_ 5)、與 ν2，·^ 上相鄰位置的兩數值來進行内插運算，以產生其它位置的像素之像 。本發明的好處之一是，基於以上各個實施例/變化例所揭露之 架構’本發明之方法及相關裝置可以衫產生副_的狀況下解決 相關技術之_。她於相關技術，本發明之方法及侧裝置於產 生高品質放大影像時，可兼顧影像品質與計算速度。 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’皆闕本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第U圖為依據本發明一第一實施例之一種用來產生一高品質放大 (Up-scaled)影像之裝置的示意圖。 第1B圖繪示該第一實施例之一變化例。 第2圖為依據本發明—實闕之—種絲產生—高品質放大影像之 方法的流程圖。 第3圖至第6圖為第2圖所示之方法於不同實施例中之實施細節。 201140497 【主要元件符號說明】 100, 100， 110
110C
110M 910 912,914
Pn-3，Pn-2，Pn-l，Pn，Pn+l，])n+2, Pn+3，Pn+4
Pn+0.25, Pn+0.5, Pn+0.75 用來產生一高品質放大影像 之裝置 控制器 程式碼 唯讀記憶體 用來產生一高品質放大影像 之方法 步驟 參考像素 四等分點
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