TWI380678B - - Google Patents

Description

丄380678 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 -種數位影像的處理方法及其系統，制有關於—種經影像 擷取裝置所擷取之影像的銳化處理方法及其系統。 叫 【先前技術】

銳利（sharpness) —詞在攝影領域中是一個重要名詞，^ 常被用來評估影像品質的指標之—。從人眼的觀點而言，簡單^ 說’銳利代表著人眼可以清楚地分辨物體輪細_種感官= 也就是在人帽舰力下，初嫩_縣—物_麵、。’ -般而言由於光學成像系統的限制，成像的外緣區域的銳利 度衷減特職f。對於触躲Μ，為了能顯絲 過程中損失的賴度，對於影像的銳化處理是絕對必要^’，基本 上利用軟體進硫化處理的原理便是尋找物_麵，並加砰 廟線條，拉大雜使人_覺制，如果處理不當就科在影像， 的刀邊(Edge)產生白（黑）邊。 習知的銳倾術係對於數位影像進行統-強度的銳化，而勿 略了原始光學成像在外緣射心區域的銳利度的差異。因此銳化 處理的過程中為了提高影像的外緣區域的銳利度，常會造成影像 中心區域的刀邊出現不正常的白（黑）邊。反之，為了避免不正常 的白（黑）邊出現所進行的銳化處理，則影像的外緣區域的銳利度 义舍；?： S。 3 丄湖678 【發明内容】 雰於以上關題，本發明社要目的在於提供—種數位影夢 的銳化處理方法及緖，其制明數位影像進行銳化處理= 且避免數位影像在銳化處理後’在影像的刀邊出現明顯白（里）邊。 為達上述目的’本發明所揭露之數位影像的銳化處理枝的 實施例之-包括以下步驟：載人原始影像(raw她）；執行影像 處理程序’生成-暫存影像；載人—第—銳利度調整表，係包括 有暫存影像之-外縣域的制度衰減變化的調整值；载入—第 二銳利度調整表，係包财暫存影像之中心區_銳利度衰減變 化的調整值，並將介於·區域與中心區域之_範圍定義為— 臨界區域；載人-賴賴整麵表，根據各臨界區域的銳利度 衰減分佈查找其對縣—_度調整表、第二銳利度調整表之^ 利度調整權重值.以執行-銳利度插補程序，.對臨界區域進行插補 計算後取得各臨·域之_度職值；城_朗度調整值 分別對相應的臨界區域進行差獅影像制度處理程序，進而輸 出經過銳化處理的數位影像。 一本發明亦揭示-種影像之銳化處理系統，係包括：一影像褐取 換、、且用以娜原、始影像；一影像處理模組，用以將原始影像 處理為-暫存影像；—銳利度調整資料庫，包括一第—銳利度調 整表、及—第二銳利度碰表、及-銳利度調麵重表，其中， 第-銳利度難麵包減暫存影像之—外緣區域之銳利度衰減 1380678 調整值，而該第二銳利度調整表係包括該暫存影像之一中心區域 之銳利度衰減調整值，銳利度調整權重表則記載了各臨界區域對 應弟一、一銳利度調整表的銳利度調整權重值；一計首單元，由 銳利度調整資料庫輸入各臨界區域分別對應第一及第二銳利度調 整表之銳利度凋整權重表，並根據第一銳利度調整表及第二銳利 度调整表、及各臨界區域分別對應之銳利度調整權重值計算各臨 界區域之銳利度調整值；以及—中央處理單元，電性連接於影像 擷取模組、影像處理模組、銳利度調整單元、及計算單元並加以 驅動其功能’姻計算得之翻賴整值分㈣賴之該臨界區 域進行差別之録銳嫩纽程序，簡暫存影像修正為一數位 影像後輸出。 本發明所提出缝位影像的銳化處理方法及线可以改善光 學元件成像時敎去㈣像制度，並料同成健域進行對應 的銳利度調整。藉以避免關用統—強度銳化對數位影像進行銳 利化所產生的白（黑）邊。 有關本發_技術舰與實作，兹配合圖神最佳實施例詳 細說明如下。 【實施方式】 本發明的方法及系統可運用於具有影像處理能力的電子褒 置，例如個人電腦、數位相機、或是數帅框等電子裝置。作需 注意的是，本發日_僅限於上_子，在此僅先敛明。 5 睛爹考1第1圖 二^ 本發明數位影像之銳❹林:其係為本㈣之功能方塊示意圖， 101 . 一專禮♦—处理糸統10，係包括：一影像擷取模組 ^ " 理^紐102 ; 一銳利度調整資料庫103 ;—古十瞀时 兀104;以及一中本戌_ 。卞异早 處理阜元i05。中央處理單元105電性遘拄# ===、恤她謂姻咖整= 於一例如输ΓΓ機1m發明之影紅航處理綠1G係可設 ▲ 顯之影雜取裝置.1中。 請搭配參閱「笸9a 法之-14 」’其係本個紐影像的銳化處理方 、只靶怨木K，包括以下步驟： /驟a·載人縣影像’此—絲影像最好是絲經過任何影 像處理的影像資料’例如由前述影像擷取模纽仙所 攝取的原始影像； 乂驟b.執行影像處理程序，利用影像處理模組逝對原始影 像進行影像處理而絲—暫柿像，暫存影像包括一 冗度影像、一藍色色度影像和一紅色色度影像，俾接 續進行其他數位影像處理； 步騾c.由銳利度調整資料庫1〇3载入一第一銳利度調整表， 此第一銳利度調整表係包括暫存影像之外緣區域的 銳利度衰減調整值，根據不同的鏡頭及焦距下記載了 不同銳利度的強度調整值（1 Chanced Va 1 ue， EVcentral) » 6 1380678 步驟d.由銳利度調整資料庫i〇3載入一第二銳利度調整表， 此第二銳利度調整表係包括暫存影像之中心區域的 銳利度衰減調整值，根據不同的鏡頭及焦距下記載了 不同銳利度的強度s周整值（C〇rner Ehanced Value, EVc〇rne〇 ’且將介於外緣區域與中心區域之範圍定義為 有複數之5¾界區域240 ; 步驟e.由銳利度調整資料庫1〇3載入一銳利度調整權重表， 此銳利度調整權重表係包括有各臨界區域240對應第 一銳利度調整表、第二銳利度調整表之銳利度調整權 重值； 步驟f·根據不同的鏡頭及焦距下由銳利度調整權重表载入 各臨界區域.240對應第-銳利度調整表、第二銳利度 調整表的權重值； 步驟g.執行對暫存影像之銳利度處理程序，利用計算單元 執行對暫存影像的銳利度處理程序，計算出各臨 界區域240之銳利度調整值；以及 步驟h.輪出一經過銳化處理的數位影像。 上述所有的步驟均由該中央處理單元105所驅動。且應注意 、是步驟c至f之編排順序係為了描述方便，而非嚴格限定其 發生順序’一般而'^，當載入銳利度調整資料庫103時即可同時 載入第-鋪度調整表、第二銳利度機表、及綱度調整權重 Ι3δ0678 在叩田中央處理旱元確認出中心區域及外緣區域後即可定義出 臨界區域240。 巧 °月，閱第纽圖」’其係為步驟b之影像處理程序的較佳實 施例係包括：將喊錄像分職過-影像自動自平衡程序(aut0 white balance)、-色彩遽鏡矩陣插補點程序(c〇i〇r mter虹哪 mterP〇latl〇n)、—色彩校正矩陣程序（color correcti〇n matrix)伽馬权正程序(gamma correction)、以及一色域轉換 &序(RGB2YCC：) ’而有關影像的銳利度處雜賴是在這些影像處 理程序之後找細。_上狀祕雌柄為習知技術 且非本發明之重點，ϋ此不再--詳細敘述。 °月參閱第2C圖」’前述步驟g的銳利度處理程序的較佳實 施例包括下列步戰： T 、 gl.偵測暫存影像之各舰域的姻度衰減程度 分佈； & g2.根據第一銳利度調整表、第二銳利度調整表、及由銳 利度調整權重表查找出各臨界區域240分別對應該第—銳利度 凋整表、第二銳利度調整表之權重值，計算出各臨界區域_ 之銳利度調整值；以及 < 。g3.利用該些計算獲得之銳利度調整值分別對對應之該臨 界區域240進行差別之銳利度影像處理程序，以將該暫存影像 修正為一數位影像。 1380678 請參考「第3A圖」至「第3C圖」所示，其係分別為暫存影 :之外緣區域與中心區域之示意圖。根據暫存影像则的不同區 域’分別由·度·資料庫1G3之_度調整權重表載入權重 不一之第-銳利度調整表鄕二銳利度輕表1為鏡頭的光學 心牛成像之限制’使得暫存影像21G的外緣區域22q之銳利度衰 減的特別嚴重。反之’暫歸像21G的中心區域23q之銳利度衰 減的程度遠小於外緣區域22G。所以在本發明中第_銳利度調整表 的銳利化碰㈣度敍於第二朗度輕表的姻化調整值強 度，且銳利度調整權重表中各臨界區.域施對應該外緣區域22〇 之權重值會由中心區域向外緣區域遞增。 為方便說明起見，本發明係將介於中心區域23g與外緣區域 220之間的範圍定義為複數之臨界區域24〇，請參考下式1所示， 其係為本發明計算臨界_ 之銳利度調整值的—具體實施方 式： '

EnhancedValue =

W

+ EV

W central ^ ^ r corner X ^corner central + w ^central X (Karr, ~ ) + ^ K (^Komer ~ ^central ) X W + £J/ corner (式 norm 1) 其中’ EL㈣係為暫存影像中心區域的調整值，係來自於第 二銳利度調整表EV_係為暫存影像外緣區域的調整值，係來自 9 1380678 於第一銳利度調整表；係為由銳利度調整權重表查找出々中 心區域的權重值；Woo·#、為外緣區域的權重值，絲自於銳利度 調整權重表；w_係為總權重值，係為—常數。藉由式i可將暫存 影像210所有區域之銳利度調整_值求出。 應注意的是，雖料1係以線性方式求得暫存影像每一臨界 區域24G之銳利度織值’細本發明並非以此為限，凡利用調 整暫存影像之巾4域的職值及外緣區域的調紐所佔權重以 達到計算出臨界區域240之銳利度調整值者，均為本發明涵蓋之 範圍。 請搭配參閱「第4 ®」，其係由式丨所纟f製之外緣區域權重 值U分佈圖Kw_1+w_er)為-定值’而外緣區域的 權重值(W_r)則由中心向邊緣遞增。其中暫存影像各臨界區域· 之銳利度衰減程度分佈一即對應第一銳利度調整表與第二銳利度 調整表之銳利度調歸魏之不_轉影像擷取裝置所具之鏡 頭特質，例如根據不同焦距量測各臨界區域施之調變傳遞函數 (Modulation Transfer Function, HOT)所獲得。 本發明所提出的數位影像的銳化處理方法及系統可以改善光 學兀件成料所失去的影像綱度，並料同絲區域及鏡頭特 性進行對應的制度，在制度增強過程中，_兩組分別 為-強-銳利度增絲’較強之第—銳利度調整表用於影像 衰減較嚴重區域（影像外緣），較弱之第二制度嫌㈣於影像 1380678 衰減較輕微區域（影像中央）， 山 、」而母一臨界區域240之銳利度調整 值則可查找出銳利度調举避舌 π 巧正桔重值後再由線性插補之公式（式υ求 影像進行銳利化所 Γ藉此可降朗利用單—_度係數對數位： 產生的白（黑）邊。 —雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 疋本，明，任何熟習赠技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍

作些許之更動與潤飾’因此本發明之專利保護範圍須視 本5兄明曰_之申請翻範_界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖係為本發明之系統方塊示意圖。 弟2Α至第2C圖係為本發明之運作流程示意圖。 第3Α圖係為本發明之暫存影像之外緣區域之示意圖。 第3Β圖係為本發明之暫存影像之中心區域之示意圖。 第3C圖係為本發明之暫存影像中之臨界區域之示音圖。 第4圖係為本發明之暫存影像之臨界區域示意圖。 【主要元件符號說明】 θ 1 影像擷取裝置 10 影像之銳化處理系統 101 影像擷取模組 102 影像處理模組 103 銳利度調整資料庫 11 1380678 104 二！ jfJr nr：— 計异早兀 105 中央處理單元 210 暫存影像 220 外緣區域 230 中心區域 240 臨界區域

Claims (1)

1. 七、申請專利範圍： 1. 一種數位影像的銳化處理方法 原始影像，係包括以下步驟： 載入該原始影像； 應用於τ影像擷取裝置擷取厂 執灯-對該壯影像之f彡像處理程序，以生成—暫存影 像； 载入-第-銳利度調整表，其係對應該暫存影像之一 外緣 區域之銳利度衰減； 載入-第二銳利賴整表，其係對麟暫存影像之一中心 品域之銳彳j度衰減’並將介於該外緣區域與該中心、區域之範圍 定義為複數之臨界區域；以及 執行-對鱗存f彡像之銳利度處理程序，包括下列步驟： 載入-銳利度調整權重表，由該暫存影像各該臨界區 域之銳利度衰減程度分佈查找各該臨界區域分別對應該 第-銳利賴絲賤第二制度輕表之_度調整 權重值； 根據該第一銳利度調整表及該第銳利度調整表、及 各該臨界區域分別對應該第一銳利度調整表及該第二銳 利度調整表之權重值計算各該臨界區域之銳利度調整 .值；以及 利用該些計算得之銳利度調整值分別對對應之該臨 13 1380678 界區域進行差別之影像銳利度處理程序，以將該暫存影像 修正為一數位影像後輸出。 2·崎求们所述之數位影像的銳化處理方法，其中該暫存影像 ^緣之該臨界區域其_度調整值之強度係大於該暫存 影像之該中心區域所具銳利度調整值之調整強度。 3. ^請求項！所.述之數位影像的銳化處理方法，其中各該臨界區 域分別對應錄-_度難表及該第二賴度調整表之銳 利度調整觀值錄_影像齡U所具之鏡頭特質。 4·如請如之數傅像的銳化處理枝，射該影像處理 私序包括將該原始影像分別通過一影像自動白平衡程序㈣〇 —㈣㈣）、一色彩據鏡矩陣插補點程序（C0l0r filter array interp〇iatlon)、一色彩校正矩陣程序e c〇M廳論ix)、-伽馬校正程序(辟麵c〇rrecti〇n)、 及一色域轉換程序(RGB2YCC0。 5.如請求項4所述之數傅像軸t處财法，其中該影像之銳 利度處理程序係進行於其他之該影像處理程序之後。 6:如請求項]所述之數位影像的銳化處理方法，其中該暫存影像 係包括-亮度影像、-藍色色度影像與一紅色色度影像。 7.如請求項6所述之數蝴象的銳化處理方法，其中決定對該暫 存影像之該臨界區域的銳利度調整值（EnhancedVaiue)係根 據下式： 1380678 comer EnhancedValue =竺飞沈咖丨 x 评central + EVC()rner x Wi Wcentra,+Wc〇rner Wcemral X (Korn, ~ ^corner) + X W. corner W.. norm corner comer norm corner centra! )X ^corner + ^central X W·， 其中，EVcentral係為該中心區域的調整值；EVc〇rner係為該外

   緣區域的調整值，Wcentral係為該中心區域的權重值；lOTner係為 該外緣區域的權重值；Wn。™係為總權重值。 8. —種數位影像的銳化處理系統，係包括： 一影像擷取模組’用以擷取一原始影像； 一影像處理模組，用以將該原始影像處理為一暫存影像； 一銳利度調整資料庫，包括一第一銳利度調整表、及一第 一銳利度调整表、及一銳利度調整權重表，其中，該第一銳利 度調整表係包括該暫存影像之一外緣區域之銳利度衰減調整 值，而該第二銳利度調整表係包括該暫存影像之一中心區域之 銳利度衰減調整值，該銳利度調整權重表係對應於該暫存影像 介於該外緣區域及該中心區域間之複數臨界區域之銳利度衰 減程度’而記載了有各該臨界區域對應該第一銳利度調整表與 該第二銳利度調整表之銳利度調整權重值； 一計算單元，由該銳利度調整資料庫輸入各該臨界區域分 別對應該第一銳利度調整表及該第二銳利度調整表之權重 值，並根據該第一銳利度調整表及該第二銳利度調整表、及各 15 1380678 …-______________ ~ 〜 ' -———------_ _____ _ ….一 該臨界區域分別對應該第一銳利度調整表及該第二銳利度調 整衣之權重值計算各該臨界區域之銳利度調整值；以及 一中央處理單元，電性連接於該影像榻取模組、該影像處 理模組、該銳利度調整資料庫、及該計算單元並加以驅動其功 能，利用該些計算得之銳利度調整值分別對對應之該臨界區域 進行差別之影像銳利度處理程序，以將該暫存影像修正為—數 位影像後輸出。 9·如請求項8所述數位影像的銳化處理系統’其中該暫存影像外 緣之該臨界區域其銳利度調整值之齡強度係大於該暫存影 像之該中心區域所具銳利度調整值之調整強度。 10. 如請求項8所述數位影像的銳化處理系統，其係設於一影像揭 取裝置中，其巾該暫存影像各該臨界區域對應該第—銳利度調 整表及該策二賴度驢表之該制賴錄重值係根據該 影像擷取裝置所具之鏡頭特質。 11. 如請求項8所述數㈣像的銳化處理系統，其中該影像處理模 組係將該壯影像相通過_影像自動自平衡程序（她 white balance)、一色彩濾鏡矩陣插補點程序（c〇1〇r fmer 们即interp〇lation)、一色彩校正矩陣程序（col〇r correction matrix) ^ (gamma correction) ^ 及-色域轉換程序(RGB2YCC)，以得該暫存影像。 12. 如請求項8所述數位影像的銳化處理系統，其中該暫存影像係 1380678 包括一亮度影像、一藍色色度影像與一紅色色度影像。 13.如請求項12所述數位影像的銳化處m其巾歧對該暫 存影像之該臨界區域的銳利度調整值（Enhancedvalue)係根 據下式： EnhancedValue - ?^central x Central + EVcorner x Wcor omer Wcentral + Wcomer —central X norm ~ ^corner ) + ^c.nmpr X ^c〇r

   norm (UO Komer + EVcentral X W„c norm 其中，EVcentral係為該中心區域的調整值；EVcor^r係為該外緣區域的 調整值；wcentral係為該中心區域的權重值 ，Wcomer 係為該外緣區域的 扭重值，Wnorm係為總權重值。 17