TWI382755B - 影像處理電路及其方法 - Google Patents

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Description

影像處理電路及其方法
本發明是有關於一種影像處理電路及其方法，且特別是有關於一種具縮放及銳化功能的影像處理電路及其方法。
由於製程上的進步，高解析度的顯示器越來越普及，使得觀看者能夠觀看到更多的影像細節。以具有高解析度多媒體介面(High Definition Multimedia Interface；HDMI)的顯示器為例，其能顯示解析度為1920×1080的畫面。而解析度為1920×1080的畫面通常被稱為高解析度(High Definition；HD)畫面。
然而，目前一般的電視節目大多只能提供解析度為320×240的畫面，即使是DVD影片也只能提供720×480之標準解析度(Standard Definition)的畫質，因此，若要將上述電視節目或DVD影片以高解析度(HD)來顯示時，勢必要對較低解析度的影像來源作畫面的放大處理。又因經放大處理後的影像其中的物體之輪廓不會太明顯，而容易使觀看者覺得畫質下降，故一般會再對經放大處理後的影像進行銳化處理，以強化影像的銳度。
請參考圖1，圖1為習知一影像處理電路10的功能方塊圖。影像處理電路10用以將輸入影像IIN 作放大及銳化處理後，輸出一銳化影像IS 。影像處理電路10具有縮放電路12以及銳化電路14。縮放電路12會對輸入影像IIN 進行放大處理，以輸出一放大影像IP 。之後，銳化電路14對放大影像IP 進行銳化處理，以輸出銳化影像IS 。
在本文中，為了方便說明的緣故，若某一影像被提到其解析度為U×V，則表示此一影像的水平解析度為U，且其垂直解析度為V，而其單位皆為像素。以輸入影像為IIN 的解析度為720×480為例，表示輸入影像為IIN 的水平解析度為720像素，且其垂直解析度為480像素。此外，每一個像素可以只包括單一個次像素，或包括多個可顯示不同顏色的次像素。
請參考圖2，圖2為圖1中輸入影像IIN 、放大影像IP 以及銳化影像IS 之示意圖。以將解析度為720×480的輸入影像IIN 轉換為解析度為1920×1080的銳化影像IS 為例。縮放電路12會先對輸入影像IIN 進行放大處理，以輸出解析度為1920×1080的放大影像IP 。之後，銳化電路14會對放大影像IP 進行銳化處理，以輸出解析度為1920×1080的銳化影像IS 。
在解析度不斷提升的需求下，為使銳化影像IS 看起來更加清晰自然，銳化電路14的階數(tap)須相對地增大。然而，當銳化電路14進行越多階數的銳化處理時，其所需要的線緩衝器(line buffer)的空間相對也要越大。以將解析度為720×480的輸入影像IIN 轉換為解析度為1920×1080的銳化影像IS 為例，倘若銳化電路14要進行七階的垂直銳化處理，且每一個像素具有三種顏色(例如：紅、綠、藍)的次像素，而每一次像素的像素資料以一個位元組(即8位元)表示256(即2的8次方)種可能的灰階，則影像處理電路10至少需要具有六條大小各為5760(即1920×3)位元組的線緩衝器18，才足以使銳化電路14得以進行上述七階的垂直銳化處理。
本發明提供一種影像處理電路，用以對影像依序進行垂直放大、垂直銳化、水平放大以及水平銳化處理。藉此，影像處理電路可使用其資料長度較短的線緩衝器，來進行影像的垂直銳化處理。
本發明提供一種影像處理方法，用以對影像依序進行垂直放大、垂直銳化、水平放大以及水平銳化處理，而可在使用相同資料長度的線緩衝器的情況下，進行較多階數的垂直銳化處理。
本發明提出一種影像處理電路，其適於處理一輸入影像。上述影像處理電路包括一第一縮放電路、一第一銳化電路、一第二縮放電路以及一第二銳化電路。第一縮放電路適於將上述的輸入影像沿第一方向進行放大，以產生一第一放大影像。複數個線緩衝器耦接至第一縮放電路，適於暫存第一放大影像的複數列的像素之像素值。第一銳化電路耦接至上述線緩衝器，適於對第一放大影像進行一垂直銳化處理，以產生一第一銳化影像。第二縮放電路耦接至第一銳化電路，適於將上述的第一銳化影像沿第二方向放大為一第二放大影像。第二銳化電路耦接至第二縮放電路，適於對第二放大影像進行一水平銳化處理，以產生一第二銳化影像。
本發明提出一種影像處理方法，其適於處理一輸入影像。上述影像處理方法包括下述步驟：將一輸入影像輸入至一影像處理電路；利用影像處理電路的一第一縮放電路，將上述的輸入影像沿第一方向進行放大，以產生一第一放大影像；利用影像處理電路的一第一銳化電路，對第一放大影像進行一垂直銳化處理，以產生一第一銳化影像；利用影像處理電路的一第二縮放電路，將上述的第一銳化影像沿第二方向放大為一第二放大影像；以及利用影像處理電路的一第二銳化電路，對第二放大影像進行一水平銳化處理，以產生一第二銳化影像。
在本發明之一實施例中，上述之第一方向為垂直方向，而上述第二方向為水平方向。
在本發明之一實施例中，上述之影像處理電路另包括緩衝器。上述緩衝器耦接於第一縮放電路以及第一銳化電路，用來暫存第一放大影像之部份像素的像素值。
在本發明之一實施例中，上述之緩衝器包含有複數個線緩衝器(line buffer)。
本發明提出一種影像處理電路，其適於處理一輸入影像。上述影像處理電路包括一第一縮放電路、複數個線緩衝器、一第一銳化電路、一第二縮放電路以及一第二銳化電路。第一縮放電路適於將輸入影像垂直放大為一第一放大影像。複數個線緩衝器耦接至第一縮放電路，適於暫存第一放大影像的複數列的像素之像素值。第一銳化電路耦接至上述線緩衝器，適於對第一放大影像進行一垂直銳化處理，以產生一第一銳化影像。第二縮放電路耦接至第一銳化電路，適於將第一銳化影像水平放大為一第二放大影像。第二銳化電路耦接至第二縮放電路，適於對第二放大影像進行一水平銳化處理，以產生一第二銳化影像。
本發明提出一種影像處理方法，其適於處理一輸入影像。上述影像處理方法包括下述步驟：將一輸入影像輸入至一影像處理電路；利用影像處理電路的一第一縮放電路，將輸入影像垂直放大為一第一放大影像；將第一放大影像的複數列的像素之像素值暫存至複數個線緩衝器；利用影像處理電路的一第一銳化電路，對第一放大影像進行一垂直銳化處理，以產生一第一銳化影像；利用影像處理電路的一第二縮放電路，將第一銳化影像水平放大為一第二放大影像；以及利用影像處理電路的一第二銳化電路，對第二放大影像進行一水平銳化處理，以產生一第二銳化影像。
在本發明之一實施例中，在進行垂直銳化處理的期間，第一銳化電路會從上述線緩衝器讀取在第一放大影像中同一行的複數個像素的像素值，並依據所讀取的上述像素的像素值，計算第一銳化影像的一對應像素的像素值。
在本發明之一實施例中，在進行水平銳化處理的期間，第二銳化電路依據第二放大影像中同一列的複數個像素的像素值，計算第二銳化影像的一對應像素的像素值。
在本發明之一實施例中，上述的第一放大影像的水平解析度等於輸入影像的水平解析度，而第一放大影像的垂直解析度大於輸入影像的垂直解析度。
在本發明之一實施例中，上述的第二放大影像的垂直解析度等於第一銳化影像的垂直解析度，而第二放大影像的水平解析度大於第一銳化影像的水平解析度。
在本發明之一實施例中，上述的第一放大影像與第一銳化影像具有相同的解析度，而第二放大影像與第二銳化影像具有相同的解析度。
在本發明之一實施例中，上述的每一個線緩衝器的資料長度等於第一放大影像的一像素列之像素值的資料量。
在本發明之一實施例中，上述的線緩衝器為先進先出(first-in first-out；FIFO)緩衝器。
基於上述，本發明將影像放大處理區分為垂直放大處理以及水平放大處理，並將影像銳化處理區分為垂直銳化處理以及銳化放大處理。其中進行上述垂直銳化處理的時間點是在進行完上述垂直放大處理之後，且在進行上述水平放大處理之前。藉此，本發明之影像處理電路可使用其資料長度較短的線緩衝器，來進行影像的垂直銳化處理。相對地，在使用相同資料長度的線緩衝器的情況下，可進行較多階數的垂直銳化處理。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
請參考圖3和圖4。圖3為本發明一實施例之影像處理電路100的功能方塊圖，圖4為圖3影像處理電路100在處理輸入影像IIN 的過程中所產生的各種影像之示意圖。影像處理電路100的主要功能在於處理輸入影像IIN ，以產生經放大及銳化處理過的影像。影像處理電路100具有第一縮放電路102、第一銳化電路104、第二縮放電路106以及第二銳化電路108。以下實施例中，將以解析度為720×480的輸入影像IIN 被轉換為解析度為1920×1080的第二銳化影像IS2 為例，來說明本發明一實施例的影像處理方法，以及說明上述影像處理電路100的各元件之功能。然而，須說明的，上述各影像的解析度只是用以方便說明，本發明中各影像的解析度並不以此為限。例如：影像處理電路100也可將解析度為320×240的輸入影像IIN 轉換為解析度為720×480或1920×1080的第二銳化影像IS2 。
首先，第一縮放電路102會將輸入影像IIN 放大為第一放大影像IP1 。更進一步地說，第一縮放電路102會將輸入影像IIN 沿第一方向放大，以產生第一放大影像IP1 。在本實施例中，上述的第一方向為垂直方向。換言之，第一縮放電路102會對輸入影像IIN 進行垂直放大處理，以產生其垂直解析度高於輸入影像IIN 之垂直解析度的第一放大影像IP1 。以輸入影像IIN 的解析度為720×480為例，第一縮放電路102將輸入影像IIN 放大後所產生的第一放大影像IP1 其解析度為720×1080，如圖4所示。其中第一放大影像IP1 的垂直解析度會大於輸入影像IIN 的垂直解析度，而第一放大影像IP1 的水平解析度會等於輸入影像IIN 的水平解析度。
在本實施例中，第一縮放電路102係採用內插法，在輸入影像IIN 的每兩列像素之間補入一列或多列的像素，以將輸入影像IIN 放大為第一放大影像IP1 。然而，本發明並不以此為限，其他影像的放大方法，也可被應用在將輸入影像IIN 放大為第一放大影像IP1 的用途上。
在本實施例中，影像處理電路100另具有一緩衝器101。緩衝器101耦接於第一縮放電路102以及第一銳化電路104，用來暫存第一放大影像IP1 之部份像素的像素值。在本實施例中，緩衝器包含有複數個線緩衝器(line buffer)110a～110f。線緩衝器110a～110f耦接於第一縮放電路102，且線緩衝器110a～110f會暫存第一放大影像IP1 的複數列之像素的像素值，以供後續第一銳化電路104進行垂直銳化處理之用。此外，在本實施例中，每一個線緩衝器110a～110f的資料長度被設定為等於第一放大影像IP1 的一列像素的像素值之資料量。以第一放大影像IP1 的解析度等於720×480為例，第一放大影像IP1 可被視為具有480列的像素，而每一列像素具有720個像素。在此情形下，每一個線緩衝器110a～110f的資料長度可設定為等於720個像素之像素值的資料量。詳言之，假設每一個像素具有三種顏色(例如：紅、綠、藍)的次像素，而每一次像素的像素資料以一個位元組(即8位元)表示256(即2的8次方)種可能的灰階，則每一像素的像素值的資料量等於3位元組，而每一線緩衝器110a～110f的資料長度可被設定為等於2160(即720×3)位元組。當然，本發明並不以此為限，每一個線緩衝器110a～110f的資料長度可以為其他數值。
請繼續參考圖3和圖4。第一銳化電路104耦接於線緩衝器110a～110f。第一銳化電路104會對第一放大影像IP1 進行垂直銳化處理(或稱“第一銳化處理”)，以產生第一銳化影像IS1 。其中，第一銳化影像IS1 的解析度會等於第一放大影像IP1 的解析度。以第一放大影像IP1 的解析度等於720×1080為例，第一銳化影像IS1 的解析度也會等於720×1080(如圖4所示)。此外，第一放大影像IP1 的每一像素的像素值會依序地被暫存至線緩衝器110a～110f，而當第一銳化電路104對第一放大影像IP1 進行垂直銳化處理時，第一銳化電路104會從上述的線緩衝器110a～110f讀取第一放大影像IP1 中相關像素的像素資料，以依序地計算第一銳化影像IS1 的每一像素的像素值。至於第一銳化電路104如何進行上述的垂直銳化處理，在後面將有進一步的說明。
第二縮放電路106耦接於第一銳化電路104。第二縮放電路106會將第一銳化影像IS1 放大為第二放大影像IP2 。更進一步地說，在本實施例中，第二縮放電路106會對第一銳化影像IS1 沿第二方向放大，以產生第二放大影像IP2 。在本實施例中，上述的第二方向為水平方向，而垂直於上述的第一方向。換言之，在本實施例中，第二縮放電路106會對第一銳化影像IS1 進行水平放大處理，以產生其水平解析度高於第一銳化影像IS1 之水平解析度的第二放大影像IP2 。以第一銳化影像IS1 的解析度為720×1080為例，第二縮放電路106將第一銳化影像IS1 放大後所產生的第二放大影像IP2 其解析度為1920×1080，如圖4所示。其中第二放大影像IP2 的水平解析度會大於第一銳化影像IS1 的水平解析度，而第二放大影像IP2 的垂直解析度會等於第一銳化影像IS1 的垂直解析度。
在本實施例中，第二縮放電路106係採用內插法，在第一銳化影像IS1 的每兩行像素之間補入一行或多行的像素，以將第一銳化影像IS1 放大為第二放大影像IP2 。然而，本發明並不以此為限，其他影像的放大方法，也可被應用在將第一銳化影像IS1 放大為第二放大影像IP2 的用途上。
第二銳化電路108耦接於第二縮放電路106。第二銳化電路108會對第二放大影像IP2 進行水平銳化處理(或稱“第二銳化處理”)，以產生第二銳化影像IS2 。其中，第二銳化影像IS2 的解析度會等於第二放大影像IP2 的解析度。以第二放大影像IP2 的解析度等於1920×1080為例，第二銳化影像IS2 的解析度也會等於1920×1080(如圖4所示)。至於第二銳化電路108如何進行上述的水平銳化處理，在後面將有進一步的說明。
在本實施例中，影像處理電路100具有六個線緩衝器110a～110f，而可暫存第一放大影像IP1 的六列之像素的像素值，故第一銳化電路104可對第一放大影像IP1 進行七階的垂直銳化處理。另外由上述的說明可知，在本實施例中，每一線緩衝器110a～110f的資料長度被設定為等於2160位元組。因此，與圖1的影像處理電路10的每一個線緩衝器18的資料長度為5760位元組相比之下，藉由本發明的影像處理方法，可使影像處理電路得以使用資料長度較短的線緩衝器，來進行相同階數的垂直銳化處理，而使得影像處理電路的製造成本得以降低。相對地，在使用相同資料長度的線緩衝器的情況下，本發明的影像處理電路可進行較多階數的垂直銳化處理。
請參考圖5，圖5用以說明圖3的第一銳化電路104如何對第一放大影像IP1 進行垂直銳化處理，以產生第一銳化影像IS1 。如上所述，緩衝器110a～110f會暫存第一放大影像IP1 的複數列之像素的像素值，以供第一銳化電路104進行垂直銳化處理之用。如圖所示，在本實施例中，六個線緩衝器110a～110f會暫存第一放大影像IP1 的六列的像素112之像素值，而每一個線緩衝器110a～110f可記錄一對應列的像素112之像素值。假設第一銳化影像IS1 的解析度為720×1080，則第一銳化影像IS1 的所有像素122可排列成1080列的像素列120。其中單一個線緩衝器110a～110f的資料長度會等於每一像素列120的所有像素122的資料量，亦即每一個線緩衝器110a～110f可記錄720個像素的像素值。
在第一銳化電路104進行上述垂直銳化處理的期間，第一銳化電路104會從上述線緩衝器110a～110f讀取在第一放大影像IP1 中同一行的複數個像素的像素值，並依據所讀取的該些像素的像素值，計算第一銳化影像IS1 的一對應像素的像素值。此外，影像處理電路110的第一銳化電路104可在第一縮放電路102產生第一放大影像IP1 的期間，同時地依據已產生的第一放大影像IP1 的部分像素的像素值，計算出第一銳化影像IS1 相對的部分像素之像素值。如圖5所示，像素為第一銳化電路104當時在處理的像素，在像素之前以實線圓形表示的像素122為第一銳化電路104已經處理過的像素，而在像素之後以虛線圓形表示的像素122為第一銳化電路104等待處理而尚未處理的像素122。第一銳化電路104會依據暫存在線緩衝器110a～110f的像素122之像素值，依序地計算第一銳化影像IS1 的像素122之像素值，而期間線緩衝器110a～110f的資料會依序地更新。舉例來說，第一銳化電路104會依據像素P7 之像素值以及分別暫存在線緩衝器110a～110f的像素P1 、P2 、P3 、P4 、P5 和P6 之像素值，計算出像素的像素值。其中，像素P7 為第一縮放電路102剛產生的像素，而像素P1 、P2 、P3 和P4 在第一放大影像IP1 上的位置分別相對於像素、、和在第一銳化影像IS1 上的位置。此外，像素P1 、P2 、P3 、P4 、P5 、P6 和P7 是第一放大影像IP1 中位於同一行的像素。
在本實施例中，線緩衝器110a～110f為先進先出(first-in first-out；FIFO)緩衝器。換言之，最早被記錄到線緩衝器110a～110f的像素112的像素值，會最優先被第一縮放電路102剛產生的像素之像素值所取代。請參考圖6，並同時參照圖5。圖6用來表示當第一銳化電路104計算完像素後，線緩衝器110a～110f與第一銳化影像IS1 的情況。如圖所示，原先線緩衝器110a用以記錄像素P1 之像素值的位置上，會記錄像素P7 的像素值。換言之，當像素的像素值被計算出來後，像素P1 之像素值的資料即會被像素P7 之像素值的資料所取代。之後，第一銳化電路104會繼續計算位於像素之後的各像素122的像素值。以像素為例，第一銳化電路104會依據像素PE 之像素值以及分別暫存在線緩衝器110a～110f的像素P8 、P9 、PA 、PB 、PC 和PD 之像素值，計算出像素的像素值。其中，像素PE 為第一縮放電路102當時剛產生的像素，而像素在第一銳化影像IS1 上的位置相對於像素PB 在第一放大影像IP1 上的位置。此外，像素P8 、P9 、PA 、PB 、PC 、PD 和PE 是第一放大影像IP1 中位於同一行的像素。
如上所述，在第一銳化電路104進行上述垂直銳化處理的期間，第一銳化電路104會從上述線緩衝器110a～110f讀取在第一放大影像IP1 中同一行的複數個像素的像素值，並依據所讀取的該些像素的像素值，計算第一銳化影像IS1 的一對應像素的像素值。換言之，第一銳化影像IS1 的第一行的像素122之像素值，是第一銳化電路104依據第一放大影像IP1 的第一行之像素112的像素值而計算出來的；第一銳化影像IS1 的第二行的像素122之像素值，是第一銳化電路104依據第一放大影像IP1 的第二行之像素112的像素值而計算出來的。至於第一銳化影像IS1 於第三行以後的像素值的計算方式，則可類推。
上述實施例中，第一銳化電路104會依據第一縮放電路102當時剛產生的像素之像素值，以及分別暫存在線緩衝器110a～110f的像素之像素值，計算出第一銳化影像IS1 上一對應的像素之像素值。此外，在本發明的另一實施例中，影像處理電路100除線緩衝器110a～110f之外，可再包括另一個線緩衝器，用以暫存第一放大影像IP1 的另一列像素112的像素值。如此一來，第一銳化電路104即可依據分別暫存在線緩衝器110a～110f的像素之像素值，以及暫存在上述另一線緩衝器的像素之像素值，計算出第一銳化影像IS1 上一對應的像素之像素值。
此外，雖然在上述實施例中，係以第一銳化電路104進行六階垂直銳化處理為例來加以說明。然而，本發明技術領域中具有通常知識者應可明白第一銳化電路104可進行其他階數的垂直銳化處理。此外，在此請注意，影像處理電路100所具有的線緩衝器的數目會與第一銳化電路104可進行的最大銳化階數有關。以影像處理電路100具有六個線緩衝器110a～110f為例，第一銳化電路104即可進行高達七階的垂直銳化處理。此外，倘若影像處理電路100只具有六個線緩衝器110a～110f當中的四個，則第一銳化電路104可進行五階的垂直銳化處理。簡言之，在本發明的一實施例中，第一銳化電路104可進行的最大銳化階數會比影像處理電路100所具有的線緩衝器的數目多一。此外，在此請注意，影像處理電路100所具有的線緩衝器的數目並不以六個或四個為限，亦即在本發明的其他實施例中，影像處理電路100所具有的線緩衝器的數目可以為其他值。
請參考圖7，圖7用以說明圖3的第二銳化電路108如何對第二放大影像IP2 進行水平銳化處理，以產生第二銳化影像IS2 。如上所述，第二放大影像IP2 的解析度等於第二銳化影像IS2 的解析度。以第二放大影像IP2 和第二銳化影像IS2 的解析度同為1920×1080為例，第二放大影像IP2 的複數個像素132可構成1080列的像素列130，第二銳化影像IS2 的複數個像素142可構成1080列的像素列140，而每一像素列130或140包括1920個像素。
影像處理電路110的第二銳化電路108可在第二縮放電路106產生第二放大影像IP2 的期間，同時地依據已產生的第二放大影像IP2 的部分像素的像素值，計算出第二銳化影像IS2 相對的部分像素之像素值。如圖7所示，像素為第二銳化電路108當時在處理的像素，在像素之前以實線圓形表示的像素142為第二銳化電路108已經處理過的像素，而在像素之後以虛線圓形表示的像素122為第二銳化電路108等待處理而尚未處理的像素142。當第二銳化電路108對第二放大影像IP2 進行水平銳化處理時，會依據第二放大影像IP2 的同一像素列130上的多個像素132之像素值，計算出第二銳化影像IS2 的一對應的像素列140上的像素142之像素值。舉例來說，第二銳化影像IS2 的第一列的像素142之像素值，是第二銳化電路108依據第二放大影像IP2 的第一列之像素132的像素值而計算出來的；第二銳化影像IS2 的第二列的像素142之像素值，是第二銳化電路108依據第二放大影像IP2 的第二列之像素132的像素值而計算出來的。至於第二銳化影像IS2 於第三列以後的像素值的計算方式，則可類推。
詳言之，第二銳化影像IS2 的每一像素142的像素值是依據第二放大影像IP2 中在同一列上的複數個像素132的像素值而求得。以第二銳化電路108對第二放大影像IP2 進行七階水平銳化處理為例，第二銳化電路108會依據第二放大影像IP2 中在同一列上的七個像素132的像素值，計算第二銳化影像IS2 中一對應的像素140的像素值。如圖7所示，第二銳化電路108會選出一處理視窗134中的像素132來進行上述的七階水平銳化處理，其中處理視窗134通常會包括位於同一像素列130上的七個像素132，而位於處理視窗134中央的像素132其所對應的像素142是第二銳化電路108當時在處理的像素。舉例來說，當第二銳化電路108在計算第二銳化影像IS2 的像素的像素值時，處理視窗134內的七個像素分別為Pb 、Pc 、Pd 、Pe 、Pf 、Pg 和Ph ，其中像素Pb 、Pc 、Pd 、Pe 、Pf 、Pg 和Ph 位於同一像素列130上。此時，第二銳化電路108會依據處理視窗134內的像素Pb 、Pc 、Pd 、Pe 、Pf 、Pg 和Ph 之像素值，來計算像素的像素值。其中像素Pd 、Pe 和Pf 在第二放大影像IP2 上的位置分別相對於像素、和在第二銳化影像IS2 上的位置。另外，的像素值是依據像素Pa 、Pb 、Pc 、Pd 、Pe 、Pf 和Pg 的像素值計算而得，而的像素值是依據像素Pc 、Pd 、Pe 、Pf 、Pg 、Ph 和Pi 的像素值計算而得
在第二銳化電路108進行上述水平銳化處理的期間，處理視窗134會由左至右在同一像素列130上地移動，而當第二銳化電路108計算完一像素列140的像素值時，處理視窗134會移動至下一個像素列的最左側。此外，當第二銳化電路108在處理第二銳化影像IS2 左右兩邊附近的像素142時，因處理視窗134會露出於第二銳化影像IS2 之外，而使得處理視窗134內的像素132的數目會少於7個，即處理視窗134內的像素132的數目會為4～6個，此時第二銳化電路108則可依據當時在處理視窗134內的像素132的像素值，計算對應的像素142之像素值。
上述實施例中，係以第二銳化電路108進行七階水平銳化處理為例來加以說明，本發明技術領域中具有通常知識者應可明白第二銳化電路108可進行其他階數的水平銳化處理，而處理視窗134所包含的像素132的數目可依據上述水平銳化處理的階數作對應的調整。舉例來說，當第二銳化電路108進行九階的水平銳化處理時，處理視窗134可含括九個像素132。
請再參考圖3。影像處理電路100除了可對影像分別進行放大處理以及銳化處理之外，亦可對原尺寸之影像進行銳化處理而不作放大處理。舉例來說，倘若影像處理電路100和輸入影像IIN 的解析度皆為1920×1080，則影像處理電路100的第一縮放電路102並不會對輸入影像IIN 進行垂直放大處理，而直接將輸入影像IIN 傳送至線緩衝器110a～110f。第一銳化電路104則會依據儲存在線緩衝器110a～110f的輸入影像IIN 的資料，直接對輸入影像IIN 進行垂直銳化處理，以產生第一銳化影像IS1 。之後，第二縮放電路106不會對第一銳化影像IS1 進行水平放大處理，而第二銳化電路108則會直接對第一銳化影像IS1 進行水平銳化處理，以產生第二銳化影像IS2 。須說明的，當第一銳化電路104直接對輸入影像IIN 進行垂直銳化處理時，每三個線緩衝器110a～110c和110d～110f會各儲存第一銳化影像IS1 的其中一列的像素之像素值。詳言之，因對解析度為1920×1080的輸入影像IIN 來說，其每一列像素的資料量等於5760(即1920×3)位元組，故對其資料長度各為2160(即720×3)位元組的線緩衝器110a～110f來說，需要用到三個線緩衝器110a～110f，來儲存輸入影像IIN 的一列的像素之像素值。而在本實施例中，因共有六個線緩衝器110a～110f，故可以儲存輸入影像IIN 的兩列像素之像素值，而如此一來，第一縮放電路102即可對解析度為1920×1080的輸入影像IIN 進行三階的垂直銳化處理。
綜上所述，本發明將影像放大處理區分為垂直放大處理以及水平放大處理，並將影像銳化處理區分為垂直銳化處理以及銳化放大處理。其中進行上述垂直銳化處理的時間點是在進行完上述垂直放大處理之後，且在進行上述水平放大處理之前。藉此，本發明之影像處理電路可使用其資料長度較短的線緩衝器，來進行影像的垂直銳化處理。相對地，在使用相同資料長度的線緩衝器的情況下，可進行較多階數的垂直銳化處理。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．影像處理電路
12．．．縮放電路
14．．．銳化電路
18．．．線緩衝器
100．．．影像處理電路
101．．．緩衝器
102．．．第一縮放電路
104．．．第一銳化電路
106．．．第二縮放電路
108．．．第二銳化電路
110a～110f．．．線緩衝器
112、122、132、142．．．像素
120、130、140．．．像素列
134．．．處理視窗
P1 ～P9 、PA ～PE 、、、Pa ～Pi 、．．．像素
IIN ．．．輸入影像
IP ．．．放大影像
IP1 ．．．第一放大影像
IP2 ．．．第二放大影像
IS ．．．銳化影像
IS1 ．．．第一銳化影像
IS2 ．．．第二銳化影像
圖1為習知一影像處理電路的功能方塊圖。
圖2為圖1中輸入影像、放大影像以及銳化影像之示意圖。
圖3為本發明一實施例之影像處理電路的功能方塊圖。
圖4為圖3影像處理電路在處理輸入影像的過程中所產生的各種影像之示意圖。
圖5用以說明圖3的第一銳化電路如何對第一放大影像進行垂直銳化處理，以產生第一銳化影像。
圖6用來表示當第一銳化電路計算完第一銳化影像的一像素之像素值後，線緩衝器與第一銳化影像的情況。
圖7用以說明圖3的第二銳化電路如何對第二放大影像進行水平銳化處理，以產生第二銳化影像。
IIN ．．．輸入影像
IP1 ．．．第一放大影像
IS1 ．．．第一銳化影像
IP2 ．．．第二放大影像
IS2 ．．．第二銳化影像

Claims (38)

  1. 一種影像處理電路，適於處理一輸入影像，該影像處理電路包括：一第一縮放電路，適於提升該輸入影像的垂直解析度以產生一第一放大影像；複數個線緩衝器(line buffer)，耦接至該第一縮放電路，適於暫存該第一放大影像的複數列的像素之像素值；一第一銳化電路，耦接至該些線緩衝器，適於對該第一放大影像進行一垂直銳化處理，以產生一第一銳化影像；一第二縮放電路，耦接至該第一銳化電路，適於提升該第一銳化影像的水平解析度以產生一第二放大影像；以及一第二銳化電路，耦接至該第二縮放電路，適於對該第二放大影像進行一水平銳化處理，以產生一第二銳化影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中在該第一銳化電路進行該垂直銳化處理的期間，該第一銳化電路會從該些線緩衝器讀取在該第一放大影像中同一行的複數個像素的像素值，並依據所讀取的該些像素的像素值，計算該第一銳化影像的一對應像素的像素值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中在該第二銳化電路進行該水平銳化處理的期間，該第二銳化電路依據該第二放大影像中同一列的複數個像素的像素值，計算該第二銳化影像的一對應像素的像素值。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中該第一放大影像的水平解析度等於該輸入影像的水平解析度，而該第一放大影像的垂直解析度大於該輸入影像的垂直解析度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中該第二放大影像的垂直解析度等於該第一銳化影像的垂直解析度，而該第二放大影像的水平解析度大於該第一銳化影像的水平解析度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中該第一放大影像與該第一銳化影像具有相同的解析度，而第二放大影像與該第二銳化影像具有相同的解析度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中每一個線緩衝器的資料長度等於該第一放大影像的一像素列之像素值的資料量。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中該些線緩衝器為先進先出(first-in first-out；FIFO)緩衝器。
  9. 一種影像處理方法，適於處理一輸入影像，該影像處理方法包括下述步驟：輸入該輸入影像至一影像處理電路；利用該影像處理電路的一第一縮放電路，提升該輸入影像的垂直解析度，以產生一第一放大影像；將該第一放大影像的複數列的像素之像素值暫存至複數個線緩衝器(line buffer)； 利用該影像處理電路的一第一銳化電路，對該第一放大影像進行一垂直銳化處理，以產生一第一銳化影像；利用該影像處理電路的一第二縮放電路，提升該第一銳化影像的水平解析度，以產生一第二放大影像；以及利用該影像處理電路的一第二銳化電路，對該第二放大影像進行一水平銳化處理，以產生一第二銳化影像。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之影像處理方法，其中在進行該垂直銳化處理的期間，該第一銳化電路會從該些線緩衝器讀取在該第一放大影像中同一行的複數個像素的像素值，並依據所讀取的該些像素的像素值，計算該第一銳化影像的一對應像素的像素值。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之影像處理方法，其中在進行該水平銳化處理的期間，該第二銳化電路依據該第二放大影像中同一列的複數個像素的像素值，計算該第二銳化影像的一對應像素的像素值。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之影像處理方法，其中該第一放大影像的水平解析度等於該輸入影像的水平解析度，而該第一放大影像的垂直解析度大於該輸入影像的垂直解析度。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之影像處理方法，其中該第二放大影像的垂直解析度等於該第一銳化影像的垂直解析度，而該第二放大影像的水平解析度大於該第一銳化影像的水平解析度。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之影像處理方法，其 中該第一放大影像與該第一銳化影像具有相同的解析度，而第二放大影像與該第二銳化影像具有相同的解析度。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之影像處理方法，其中每一個線緩衝器的資料長度等於該第一放大影像的一像素列之像素值的資料量。
  16. 如申請專利範圍第9項所述之影像處理方法，其中該些線緩衝器為先進先出(first-in first-out；FIFO)緩衝器。
  17. 一種影像處理電路，適於處理一輸入影像，該影像處理電路包括：一第一縮放電路，適於提升該輸入影像沿第一方向的解析度，以產生一第一放大影像；一第一銳化電路，耦接至該第一縮放電路，適於對該第一放大影像進行一垂直銳化處理，以產生一第一銳化影像；一第二縮放電路，耦接至該第一銳化電路，適於提升該第一銳化影像沿第二方向的解析度，以產生一第二放大影像；以及一第二銳化電路，耦接至該第二縮放電路，適於對該第二放大影像進行一水平銳化處理，以產生一第二銳化影像。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之影像處理電路，其中該第一方向為垂直方向，該第二方向為水平方向。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之影像處理電路，其 中該第一放大影像的水平解析度等於該輸入影像的水平解析度，而該第一放大影像的垂直解析度大於該輸入影像的垂直解析度。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之影像處理電路，其中該第二放大影像的垂直解析度等於該第一銳化影像的垂直解析度，而該第二放大影像的水平解析度大於該第一銳化影像的水平解析度。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之影像處理電路，其另包含有：一緩衝器，耦接於該第一縮放電路以及該第一銳化電路，用來暫存該第一放大影像之部份像素的像素值。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之影像處理電路，其中該緩衝器包含有複數個線緩衝器(line buffer)。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之影像處理電路，其中每一個線緩衝器的資料長度等於該第一放大影像的一像素列之像素值的資料量。
  24. 如申請專利範圍第21項所述之影像處理電路，其中該緩衝器為先進先出(first-in first-out；FIFO)緩衝器。
  25. 如申請專利範圍第21項所述之影像處理電路，其中在該第一銳化電路進行該垂直銳化處理的期間，該第一銳化電路會從該緩衝器讀取在該第一放大影像中同一行的複數個像素的像素值，並依據所讀取的該些像素的像素值，計算該第一銳化影像的一對應像素的像素值。
  26. 如申請專利範圍第17項所述之影像處理電路，其 中在該第二銳化電路進行該水平銳化處理的期間，該第二銳化電路依據該第二放大影像中同一列的複數個像素的像素值，計算該第二銳化影像的一對應像素的像素值。
  27. 如申請專利範圍第17項所述之影像處理電路，其中該第一放大影像與該第一銳化影像具有相同的解析度，而第二放大影像與該第二銳化影像具有相同的解析度。
  28. 一種影像處理方法，適於處理一輸入影像，該影像處理方法包括下述步驟：輸入該輸入影像至一影像處理電路；利用該影像處理電路的一第一縮放電路，提升該輸入影像沿第一方向的解析度，以產生一第一放大影像；利用該影像處理電路的一第一銳化電路，對該第一放大影像進行一垂直銳化處理，以產生一第一銳化影像；利用該影像處理電路的一第二縮放電路，提升該第一銳化影像沿第二方向的解析度，以產生一第二放大影像；以及利用該影像處理電路的一第二銳化電路，對該第二放大影像進行一水平銳化處理，以產生一第二銳化影像。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之影像處理方法，其中該第一方向為垂直方向，該第二方向為水平方向。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之影像處理方法，其中該第一放大影像的水平解析度等於該輸入影像的水平解析度，而該第一放大影像的垂直解析度大於該輸入影像的垂直解析度。
  31. 如申請專利範圍第29項所述之影像處理方法，其中該第二放大影像的垂直解析度等於該第一銳化影像的垂直解析度，而該第二放大影像的水平解析度大於該第一銳化影像的水平解析度。
  32. 如申請專利範圍第28項所述之影像處理方法，更包括下述步驟：將該第一放大影像的複數列的像素之像素值暫存至該影像處理電路的一緩衝器。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之影像處理方法，其中該緩衝器包含有複數個線緩衝器(line buffer)，而該第一放大影像的複數列的像素之像素值是暫存至該些線緩衝器。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之影像處理方法，其中每一個線緩衝器的資料長度等於該第一放大影像的一像素列之像素值的資料量。
  35. 如申請專利範圍第32項所述之影像處理方法，其中該緩衝器為先進先出(first-in first-out；FIFO)緩衝器。
  36. 如申請專利範圍第32項所述之影像處理方法，其中在該第一銳化電路進行該垂直銳化處理的期間，該第一銳化電路會從該緩衝器讀取在該第一放大影像中同一行的複數個像素的像素值，並依據所讀取的該些像素的像素值，計算該第一銳化影像的一對應像素的像素值。
  37. 如申請專利範圍第28項所述之影像處理方法，其中在該第二銳化電路進行該水平銳化處理的期間，該第二銳化電路依據該第二放大影像中同一列的複數個像素的像 素值，計算該第二銳化影像的一對應像素的像素值。
  38. 如申請專利範圍第28項所述之影像處理方法，其中該第一放大影像與該第一銳化影像具有相同的解析度，而第二放大影像與該第二銳化影像具有相同的解析度。
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