TWI314301B - Adaptive image sharpening method - Google Patents

Description

1314301 七、 指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（一）圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡卓說明： 流程圖中無元件符號 八、 本案若有化學式時’請揭示最能顯示發明特徵的化風 式： '干 無 九、 發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於影像之銳化，尤指一種能可適性改變影像銳化過程中所 使用之權重值的影像銳化方法。 【先前技術】 銳化遮罩（Un Sharp Mask，USM)是一種可用來銳化影像的技術，在 對一原始影像執行USM銳化處理時，必須先求得該原始影像所對應的一模 糊化影像，一般而言可使用一高斯遮罩（GaussianMask)來對該原始影像執 行迴積（Convolution)運算以得出該模糊化影像。接下來，將該原始影像減 1314301 i該模糊化影像，可得出該原始影像所對應的一細節影像。最後將該原始 影像加上該細節影像與—固定猶㈣乘積，即可得出麵挪像所對應的 -銳化影像1下所示，係為用以表示USM之概念的數學式：

PsHARP - PORIG1NAL + ύ： (P0RjGINAL - PQLURj

其中，α為前述的固定權重值，p_al為該原始影像中的一原始像素 值’ Pblur為該模糊化影像中對應於該原始像素值的一模糊像素值，(p^ -P_)表補細料彡像帽應於轉素㈣—細 于'值’ [SHARP則為 該銳化影像中對應於該原始像素值的一銳化像素值。 而在習知技射’對_-影像中的所有像素值而言，權錄㈣大小 是固定不變的。若將_重勤設得太小，可能會無法達職化的效果， 若將固«重細設得太大，·財達峨化的效果，但部分區域卻會有 失真且不自然的現象。 【發明内容】 因此，本發明的目的之_ , .. 以解決 在於k供一種可適性影像銳化方法， 習知技術所面臨的問題。 本發明的實施例揭露-種可適性影像銳化綠，用來產生—原始影像區 塊所對躺，晴轉。斯娜像區她含有傭_轉素值。該 方法包含有：_傾縣歸區塊料生該魏悔始像素侧對應的複 ^314301 教·個模糊像夸福· ” ’叶算該複數個原始像素值所對應的複數個特徵值；對該複 Ί同斗夺禮文 <香、, _、、' t刀析運异以據以產生該複數個原始像素值所對應的複 數個權重值.w β & ’ 據該複數個原始像素值、該複數個權重值、以及該複數 .*、像素值來產缝數個航像素值，織數個航像素鶴構成該銳化 影像區塊。 • 【實施方式】

第1圖為本發明之可適性影像銳化方法的一實施例流程圖，用來產生一 ’、。v像區塊所對應的-銳化影像區塊。其巾，該原始影像區塊可為一原始 ’v像中的-子區塊，該銳化影像區塊則可為_銳化影像巾的—子區塊，而該 銳化影像係為該原始影像經由本發明之方法銳化後的結果。此外，該原始影 像區塊係包含有複數個原始像素值。舉例來說，該原始影像區塊可包含有該 原始影像中位於(X，y)、（X+1，y)、、（x+6, y)、（x+7, y)此八個像素位置上 P〇RIGINAL_7、P〇RIGINAL_8 ;該 的八個原始像素值Ρ0ΚΙ(3ΙΝΑί」、2 銳化影像區塊則包含有該銳化影像中位於(x，y)、(x+1，y)、、(x+6，y)、(x+7.

y)此八個像素位置上的八個銳化像素值P

SHARP

P

SHARP

P SHARP 7

PsHARPJ。第1圖之流程圖包含有以下步驟： 步驟110:模糊化該原始影像區塊以產生該複數個原始像素值p〇臟AL1 〜P〇_AM麟應的複_翻料值PBLUR」〜P__8。此㈣可以使用 6 1314301 铥一種可將影像模糊化的遮罩（Mask)來據以進行，舉例來說，對於介於1 與8之間的整數X而言’ PBLURX可以是以p〇RIGINAL—χ為中心，使用一高斯 遮罩（GaussianMask)進行迴積（Convolution)運算所得出的迴積值。而由 - 於高斯遮罩等等用以將影像模糊化之遮罩係已為熟習影像處理技術者所熟 知，故在此不多作贅述。 步驟120 :計算該複數個原始像素值卩贿鼠丨〜匕邮嶋^所對應的複 • 數個特徵值CV〗〜CV8。此步驟可以自梯度遮罩（GradientMask)、曲率遮罩 (Curvature Mask)、銳化遮罩（Sharpen Mask)、模糊遮罩（Blur Mask)等 等遮罩中’選出-個或多個遮罩來據以進行。舉例來說，此步驟可以使用一 水平梯度遮罩、-垂直梯度遮罩、-水平曲率遮罩、一垂直曲率遮罩、一銳 化遮罩、-核糊遮罩共六個遮罩來據以進行。對於原始像素值p〇職从χ而 言，以Poriginal—X為中心使用前述六個遮罩進行迴積運算，可以得出 • P〇_AL—X所對應的六個迴積值CVx」〜CVx_6，再依據該六個迴積值CVx】 cvx—6’即可件出p〇_AL—乂所對應的特徵值CVX。而此處較簡單的作法， 係直接以六個迴積值CVXJ〜CVX_6的平均值來作為特徵值cvx。換句話說， cvx=( cvXJ + CVX 2+ CVx_3+ CVx_4+ CVx_5+ cVx_6} 7 6 〇 罩、曲率遮罩、銳化遮罩'以及模糊遮罩此類的遮罩皆已為熟習影像處理技 術者所熟知，故在此不多作贅述。 步驟⑽：對該複數個特雌CVL進行統計分析運算以據以產生 1314301

一 該'複數個原始像素值....._P〇RIGINAL_l〜P〇_NAL_8所對應的複數個權重值(¾ 1〜CK 8。舉例來說，此步驟可以包含有以下四個子步驟：⑻計算出特徵值CVi〜 CVS的一平均值AV以及一標準差SDe⑼依據標準差SD來定義複數個差異 範圍。舉例來說，可定義0〜〇_5*SD為一第一差異範圍、0.5*SD〜l9l!SD為 一第二差異範圍、1*SD〜1.5*SD為一第三差異範圍、i.5*sd〜2*SD為一第 四差異範圍、2*SD〜2.5*SD為一第五差異範圍、2_5*SD〜3*SD為一第六差 • 異範圍、3*SD〜3.5*SD為一第七差異範圍、3.5*SD〜4*SD為一第八差異範 圍、大於4*SD的則為一第九差異範圍。（c)對於該複數個原始像素值 P〇riGINAL」〜PORIGinAL_8 中的每一原始像素值 P〇riginal x，計算 p〇riginal x 所 對應之特徵值CVX與平均值AV之間的一絕對差異值ΑΕ)χ，換句話說，ΑΕ)χ —abs(CVx _ AV)。（d)判斷絕對差異值adx落於該複數個差異範圍的哪一差 異範圍中，以據以產生原始像素值poriginal x所對應的一權重值，舉例 春 H當絕對差異值ADX落於第-差異範圍巾時，可以以__第—預設權重 值PREDETERMINED」來作為權重值α χ ;當絕對差異值A%落於第二差異範圍 中時，可以以-第二預設權重值ap_TERMiNED2來作為權重值〜；以此類 推’當絕縣異值ADX落於第九差賊圍巾時，則可以以—第九預設權重 值aPREDETERMiNED_9來作為權重值αχ。而此處九個預設權重值{3；

Pre_rm_j〜a_eterm_ 8可以有不同的大小，系統設計者可以依照經 驗法則、實驗數據、或銳化需求…，來決定這九個預設權重值〜·^ 1314301 〜a PREDETERMINED 9的大小。透過步驟原始像素值P〇riGINAL_ •1 〜P〇RIGINAL_8 所分別對應的權重值αι〜α8將可以有不同的大小’而非如習知技術一般， 整張影像中所有的像素值都共用同一個權重值α。 步驟140 :依據該複數個原始像素值PoRIGINAL」〜P〇RIGINAL_8、該複數個 權重值ο:!〜α8、以及該複數個模糊像素值PBLURJ〜PBLURJ來產生複數個銳 化像素值PsHARP_l〜PsHARP_8。該複數個銳化像素值PsHARPJ〜PsHARP_8係構成 該原始影像區塊所對應的該銳化影像區塊。更明確地說，依據USM的概念， 此處係使用以下之方程式來進行像素之銳化：

PsHARP_X _ P〇RlGINAL一X + α X (P〇RiGINAL_X _ Pblur一X)，X=1 〜8 透過第1圖所示的方法，將可動態地修改USM銳化過程中所使用的權 重值α，因此，依照各像素邊緣特性的不同，將可以使用不同的權重值α來 進行銳化的工作，故透過本發明的方法，將可以得到更為自然的銳化影像。 而在决疋預υ又權重值a preDETERMINED_i〜PREDETERMINED—9時，以下之原則 可以作為參考依據：對落於邊緣的像素、以及落於平_的像素，皆可以使 用較大的權重值來進行景彡像銳化；娜於像素值緩慢變化之區域内的像素， 則可以使錄小的職縣進行轉航。經由錄可赠現，透過本發明 所提供的方法’確實可以得到較為自然的銳化影像。 以上所述僅為本發明之較佳實_，凡依本發日种請賴範圍所做之均 等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 9

Claims (1)

1. ,1314301 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明之可適性影像銳化方法的一實施例流程圖。 【主要元件符號說明】 流程圖中無元件符號 十、申請專利範圍： 1. 一種可適性影像銳化方法，用來產生一原始影像區塊所對應的一銳化影像 區塊’該原始影像區塊包含有複數個原始像素值，該方法包含有： 模糊化該原始影像區塊以產生該複數個原始像素值所對應的複數個 模糊像素值； 計算該複數個原始像素值所對應的複數個特徵值； 冲算该複數個特徵值的一平均值以及一標準差； 依據該標準差來定義複數個差異範圍； 對於雜數個原始像雜巾的每―原始像素值，纖縣始像素值 -之特徵值與§奸均值之間的—絕對差異值落於該複數個差異範圍的 I5差"In®中’以據以產生該原始像素值所對應的—權重值；以及 • 1314301 、 » :-依據該減個縣像素值、對應職油原始騎值之該複數個權重 值、以及該複數個模糊像素值來產生複數個銳化像素值，該複數個銳化像素 值係構成該銳化影像區塊。 ；2.如巾請專娜圍第1項所述之可適性影像銳化方法，其中模糊化該原始影 •像區塊以產生該複數個原始像素值崎朗該複數個模糊像素值之步驟包 含有： 使用-高斯遮罩來模糊化該原始影像區塊，以產生該複數個原始像素值 所對應的該複數個模糊像素值。 3,如申請專利個第丨項所述之可適性影像銳化方法，其中計算該複數個原 始像素值所對應的該複數個特徵值之步驟包含有： 對於該複數個原始像素值中的每一原始像素值，使用複數個遮罩來以該 原始像素值射心執行迴碗算以得出魏個迴積值；以及 依據該複數個迴積料算麟原始像錄所對應的—特徵值。 4.如申請專利卿3項所述之娜影像銳化方法，其中峨複數個迴 積值計料該原始像素值所對應的該特徵值之步驟包含有： 十…亥複數個迴積值之平均值，並_複數個迴積值 原始像素_對應_频值。 來作為5亥 5·如申請專利第3 U增生〜像統方法，其中該複數個遮 選自由梯度遮罩、曲率遮罩、 丰遮罩銳化遮罩、以及模糊遮罩所構成之群細。 11 1314301 影像銳化方法，其巾《數個遮罩包 水平曲率遮軍、一垂直曲率遮罩、 6.如申請專利範圍第3項所述之可適性 含有一水平梯度遮罩、一垂直梯度遮罩、 一銳化遮罩、以及一模糊遮罩。 以據以產生該原始像素值所對 7.州青專利範圍第i項所述之可適性影像銳化方法，其中判斷該絕對差異 值落於該複數個差異範圍的哪一差異範圍中， 應的該權重值之步驟包含有： • #該絕對差異值落於該複數個差異範圍的-第-差異範圍中，則使用一 第-預設權重值來作為該原始像素值所對應的該權重值；以及 當該絕對差異值落於該複數個差異範圍的_第二差異範圍中，則使用一 第二預設權重值來作為該原始像素值所對應的該權重值； 其中該第-預設觀值係不同_第二預設權重值。 8_如申請專纖_丨賴述之可舰影像銳化方法，射依據該複數個原 鲁赌雜、該概讎重值、从魏數域轉素縣產生賴數個銳化 像素值之步驟包含有： 對於該複數個原始像素值中的每一原始像素值，將該原始像素值減去其 所對應的一模糊像素值以產生一細節像素值； 將該細節像素值乘上該原始像素值所對應的一權重值；以及 將及原始像素值加上雜祕素與該權重值之乘積喊生該該原始像 素值所對應的一銳化像素值。 12