TWI288890B - Method and apparatus for pixel interpolation - Google Patents

Description

1288890 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 尤指一種插補像素之方法 本發明係有關一種影像處理技術 及相關裝置。 【先前技術】 像素插補運算i種應用相當廣泛的影像處理技術。舉例而 言，在進行影像去交錯化（ddnterlacing)處理或是影像縮放 (image-sealing)處理時，便會_像素插補運算來產生所需的像 素值。因此’像素插補運算的成效對插補出之影像的晝質有相當 大的影響。 【發明内容】 本發明之目的之一在於提供插補像素之方法及相關裝置，以 改善所插補出之影像的晝質。 本發明之實施例中揭露了 一種像素插補方法，用來插補一目 標晝面中複數個目標位置之像素值，該方法包含有：動態地設定 該複數個目標位置所分別對應之複數個邊緣偵測範圍；以及針對 该複數個目標位置中每一目標位置，依據該目標位置所對應之一 1288890 =測範圍進行-邊緣偵測運細決定該目標位置所對應之一 邊緣方向，以及依據該邊緣方向 位置之像雜。 Η應之像餘料來_該目標 查面t發ΓΓ貫Γ例另揭露—種像素插補裝置，用來插補一目標 =中稷細目_之恤，峨崎嫩有：-控 緣偵測㈣，以及-像素插補單元，輕合於馳制單元，針對 數個目標位置中每一目標位置’該像素插補單元會依據該目 :位置所對應之-邊緣偵測職進行—邊緣侧運算以決定該目 粗t置所對應之邊緣方向’並依據該邊緣方向所對應之像素資 料來插補該目標位置之像素值。 、 赢 在本發明之實施例中，還揭m,t • ι询路了 一種用來插補一目標晝面中 —目標位置之像素㈣像素_方法，其包含有：檢_目標位 置所對狀魏錄雜素讀餘；_域_參考像辛之 像素錄漸果設錢目標位置卿地之—細範圍；於該 邊緣偵測範圍内進行-邊_測運算，以決定該目標位置所對岸 之—邊緣方向；減依據該邊緣扣觸狀像錢料來插補該 目標位置之像素值。 1288890 此外，本發明之實施例另揭露了—種用來插補一目標晝面中 -目標位置之像素值的像素_裝置，其包含有：—檢測模έ且， 用來檢測該目標位置所對應之複數個參考像素之像素值；一控制 單元，耦合於錄職組，絲依_檢模 該目標位置所對應之—邊緣侧範圍；-邊軸測單 該控制單元’絲於鱗緣伽進行—邊緣侧運曾 決定該目標位置騎應之—邊緣方向；以及—像素插補單:，搞 合於該邊緣_單元，絲依據該邊緣方向所職之像素資料以 插補該目標位置之像素值。 【實施方式】 本$明於以下說明中所揭示之像素插補方法及像素插補裝 置’在實作上可應用於影像去交錯處理（deinteria㈣或影像縮 鲁放處理（miage-scalmg)中。換言之’適用本發明之像素插補方法 的影像資料包含了靜態晝面及視訊資料，例如圖片或是包含一影 像圖場(field)之一影像圖框(frame)等等。 請參考第！圖及第2圖。第i _依據本發明—較佳實施例 所緣不之一像素插補裝置1〇〇的方塊圖。像素插補裝置励係用 來插補-目標晝面中複數個目標位置之像素值。在本實施例中， 素插補衣置100包含有一控制單元11〇、一像素插補單元⑽以 Ϊ288890 2松測拉、板13〇。第2圖所綠示為需進行像素插補運算之一目標 畫面2〇〇之示意圖。在第2圖中，像素列（pixdr〇w) ^％％ 及28係代表目標晝面2〇〇中的四列既有像素，而像素位置2〇2及 貝J代表目才示畫面200需插補像素值的其中兩個像素位置，以下 分別稱之為目標位置2〇2及目標位置204。 為方便說明起見’以下假設目標晝面綱係為包含—影像圖 場之一影像圖框，而像素列22、24、26及28則分別對應目標書 面細中的四條既有掃猫線。如第2圖所示，像素列Μ包含有像 素2A〜2G等複數個像素，而像素列％則包含像素4a〜4g等複 數個像素。 、 在本實施例中，像素插補裝置觸中的控制單元ιι〇會動離 =:=MW猶目標位置所分別對應之複數個邊 、、’、 歹’如’控制單元110會為目標晝面200中的目桿位 ^以定-相對應之邊_細加，亦會為目標位置綱 δ又疋相對應之邊緣偵測範圍22〇。由於控制單元1 = 測範圍，故不同目標位置所對應的邊緣 J 、吊會有所差異。此外，針斜目標晝面200中的每 一目票位置’像素插補單元120會依據該目標位置所對應之-邊 緣偵測範騎行—邊緣_運私蚊該目標位置觸應之一 ^ 1288890 緣方向，並依據該邊緣方向所對應之像素㈣來插補該目標位置 之像素值。 請翏考第3圖，其崎示為本㈣之像雜補方法之—實施 例的流程圖3()()。以下將以目標晝面中的目標位置搬為例， 亚利用流麵3GG麵—步說明像素插觀置⑽之運作方式。 在步‘310中，像素插補裝置1〇〇會利用檢測模組請來檢 測目標位置202所對應之複數個參考像素之像素值。在一實施例 中’檢測餘⑽係檢峨複數.考像素所對應之—像素值分 佈，來判斷目標位置搬所對應之影像特性。實作上，可選取位 於目^位置202之前之一第一像素列（在本實施例中即為一掃瞒 線）位於目;^位置202之後之一第二像素列或兩者中的部分像素 來作為目標位置202之參考像素。例如，可選取目標位置搬之 則-知瞒、線22上的像素2A〜2G、目標位置2〇2之後一掃瞄線％ 上的像素4A〜4G、或是同時選取像素2A〜2G及4A〜4G來作為 目軚位置202之芩考像素。為方便說明，本實施例中假設檢測模 組130係選取掃目苗線22上的像素2A〜2G來作為目標位置202之 參考像素。 在一較佳實施例中，檢測模組130會包含有一運算單元132 9 ⑧ 1288890 用來分別檢顺數對婦參考像素之像素值差異域生複數個差 異值；以及-決定單元134 ’用以依據該複數個差異值來判斷該像 素壯佈。舉例的，單元m可分顺算辦像素2a與 • 则之像素值差異、2B與2C間之像素值差異、2C與2D間之像 .素值差異、奶與2E間之像素值差異、2E與2F間之像素值差異 以及參考像素2F與2G間讀隸差異，以輸出6個差異值。接 著决疋單元I34會依據5亥6個差異值來判斷該複數個參考像素 •之像素值分佈。 ’ ” 倘若目標位置202周圍的影像特性較紛亂，則該6個差異值 通常會有較明顯的變異（variatiGn);反之，若目標位置搬周圍 的影像較平順’則該6個差異值間的變異會較小。例如，若該6 個差異值依序為励、_8〇、97、_52、7卜_8〇，則很明顯地可崎 出/考像素2A 2G之像素值分佈相當不平順。這種情況通常係 發生在影像紛亂的區域。實作上，決定單元134可依據該複數個 差異值之變異量、正負號變化次數或是絕對差值合（SAD)等條 件來判斷該魏轉素值讀素齡佈，並輸丨―對應之訊號或 數值予控制單元110。 在步驟320中，控制單元11〇則會依據自決定單元134所傳 來代表檢聰組⑽_概齡考像权躲值檢漸果的對 1288890 應訊號或數值，來設定目標位置搬所對應之一邊緣躺範圍。 在本貫施例中’當目標位置2〇2所對應之影像較紛亂時，控制單 元110會將目標位置202之邊緣债測範圍設定成較小的範圍，例 •如與目標位置2〇2相距3個像素的距離。反之，當目標位置2〇2 所對應之影像較平順時，控制單元11〇則會將目標位置2〇2之邊 緣债測範圍设定成較大的範圍，例如與目標位置2〇2相距1〇個像 素的距離。 接著在步“ 330中’像素插補單元12〇便會依據控制單元 110之設於目標位置2〇2之邊緣伽懷圍内進行一邊緣偵測運 算，以決定目標位置202所對應之一邊緣方向。 在步驟340中，像素插補單元12〇會進一步依據該邊緣方向 所對應之像素資料來插補目標位置202之像素值。 像素插補單元於步驟33〇中所進行之邊緣债測運算以及於步 驟’中插補目標位置搬之像素值的方法及實施方式，係為熟 習此項技術者所悉知，故在此不多加贅述。 明/主思，在前述實施例中，像素插補裝置1〇()中的控制單元 110係依據才欢測模組130的檢測結果，動態地設定目標畫面綱中 1288890 複數個目標位置個別所對應之邊緣偵測範圍，故每—目標位置的 邊緣_顧會隨著該目標錄之影像紐而有所言' 之，本發明之像雜射絲依據各目標位置之影像特性來辭 該目標位置-姉應之邊緣_範圍。魏的處理方式可大幅降 低邊緣偵_錯的機會，進而可提升所插補出之影像的晝質。此 外，在前述實施例中，-目標位置之影像特性係依據刻標位置 所對應之複數個參考像素之像素值檢測結果來判斷，但本發明在 實際應用並不侷限於此。熟習此項技術者亦可選擇其他影像檢測 方式來檢測各目標位置之影像特性。 另外，前述說明中以插補水平像素列或水平掃目苗線之像素作 為實施例，僅係便於說明本發明之像素插補方法，而非揭限本發 明之實際應用。貝際上，如揭之像素插補方法亦可用來插補垂直 像素列或垂直掃瞄線之像素。 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。 ⑧ 1288890 【圖式簡單說明】 第]圖為本發明之像素插補裝置之-較佳實施例之方塊 第2圖為需進行像素插補運算之一目標畫面之示意圖。 第3圖為本發明之像素插補方法之一實施例的流程圖。 【主要元件符號說明】 2A〜2G、4A〜4G 參考像素 22、24、26、28 像素列 100 像素插補裝置 110 控制單元 120 像素插補單元 130 檢測模組 132 運算單元 134 決定單元 200 目標晝面 202 、 204 目標位置 210 、 220 邊緣偵測範圍

Claims (1)

1288890 十、申請專利範圍： 目標晝面中複數個目標位置 1. 一種像素插補方法’用來插補一 之像素值，該方法包含有： ⑻觸地奴織細目餘置所分騎紅複數個邊緣 偵測範圍；以及 • (b)針對絲數個目標錄巾每—目標位置，依據該目標位 置所對應之-邊緣_細進行—邊緣侧運算以決定 該目標位置所對應之-邊緣方向，以及依據該邊緣方向 所對應之像素資料來插補該目標位置之像素值。 人申π專她圍第1項所述之方法，其中該目標晝面係為包 含〜影像圖場(field)之一影像圖框(frame)。 如申請專利範圍第i項所述之方法，其另包含有·· ()針對該複數個目標位置中每一目標位置，檢測該目標位 置所對應之複數個參考像素之像素值； 其中步驟(a)另包含有： )針對該複數個目標位置中每一目標位置，依據步驟(〇對 該目標位置的檢測結果來設定該目標位置所對應之一邊 緣偵測範圍。 1288890 4·如申請專利範圍第3項所述之方法，其中步驟(e)另包含有： (cl)檢測該複數個參考像素所對應之一像素值分佈· 其中步驟(al)係依據該像素值分佈來設定該邊緣偵測範圍。 5·如申請專利範圍帛4項所述之方法，其中步驟㈣另包含有： (c2)分別檢測複數對相鄰參考像素之像素值差異以產生複 數個差異值；以及 ® _胃複數個絲值㈣斷該像素值分佈。 6·如申凊專利範圍帛3項所述之方法，其中該複數個參考像素 係位於第掃描線或一第二掃描線，該第一掃描線係位於 該目標位置之前，而該第二掃描線係位於該目標位置之後。 鲁7·如申明專利氣圍第6項所述之方法，其中該第一掃描線係為 該目標位置之前一掃描線。 # 8·如中請專利範圍第6項所述之方法，其中該第二掃描線係為 該目標位置之後—掃描線。 像素插補衣置，用來插補一目標晝面中複數個目標位置 、 之像素值，雜輪姆置包含有： 15 ⑧ 1288890 一控制單元，用來動態地設定該複數個目標位置所分別對應 之複數個邊緣偵測範圍；以及 一像素插補單元，耦合於該控制單元，針對該複數個目標位 置中母一目標位置，该像素插補單元會依據該目標位置 所對應之一邊緣偵測範圍進行一邊緣偵測運算以決定該 目標位置所對應之一邊緣方向，並依據該邊緣方向所對 應之像素資料來插補該目標位置之像素值。 瓜如申請專利範圍第9項所述之像素插補裝置，其中該目標晝 面係包含一影像圖場(field)之一影像圖框(frame)。 一 11· 如申請專利範圍第9項所述之像素插補輕，其另包含 -檢測模組’輕合於該㈣單元’針對該複數個目標位置中 每一目標位置，該檢測模組會檢测該目標位置所對應之 複數個參考像素之像素值； 複_目_巾每—目⑽.制㈣ 娜了 目魏的__定該目標位置 所對應之—邊緣_範圍。 月專利㈣第u項所狀像素 組係檢測該複數個參考像素所對應之二;置’其 像素值分佈，而該控 ⑧ 16 12. 1288890 制單元係依據該像素值分佈來設定該目標位置之邊緣偵測範 圍。 13. 如申請專利範圍第12項所述之像素插補襞置，其中該檢測模 組包含有： 一運异單元，用來分別檢測複數對相鄰參考像素之像素值差 異以產生複數個差異值；以及 決定單兀，搞合於該運算單元，用以依據該複數個差異值 來判斷該像素值分佈。 14. 如申請專利細第η項所述之像素插補裝置，其中該複數個 參考像素係位於-第-掃描線或—第二掃描線，該第一掃描 線係位於該目標位置之前，而該第二細線係位於該目標位 置之後。 ， Β·如申請專利範圍第14項 俅素插補裝置，其中該第一掃 描線係為該目標位置之前一掃描線。 16.=請專利範圍第14項所述之像素插補裝置，其中該第二掃 锸線係為該目標位置之後一掃描線。 17 1288890 17· —種像素插補方法，用來# 木插補一目標晝面中〆目標位置之像 素值，該方法包含有： ()H亥目“位置崎應之複數個參考像素之像素值； ⑼依據該複數個參考像素之像素值檢測結果設錢目標位 置所對應之-邊緣翻範圍； (C)於該邊緣偵測範圍内谁 鬥進仃一邊緣偵測運算，以決定該目 標位置所對應之—邊緣方向；以及 (d)依據該邊緣方向所對 之 像素值 應之像素資料來插補該目標位置 18. —檢=值細峨喻版趣姆考像素 —控私職檢聰組，用綠_檢戦組之檢 —邊= 標位置所對應之—邊緣_範圍； 用來依據該邊緣 置之像素值。 像素插補單元，_合於該邊緣偵測單元， 方向所對應之像素資料以插補該目標位 ⑧ 18