TWI387313B - 影像處理電路及方法 - Google Patents

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Description

影像處理電路及方法
本發明是有關於一種影像處理電路及方法，且特別是有關於一種適於銳化影像的影像處理電路及方法。
在檢視影像的時候，除了影像的顏色和色調，用於定義影像物件形狀的邊緣也會引起觀看者的注目。影像處理用於強化影像的這些特徵，改善或加強影像的視覺效果。例如，藉由數位相機或是掃描器取得的影像，可以透過後製(post procedure)使得影像看起來更為清晰、豔麗。
銳化(sharpening)處理是影像處理的重要技術之一。在影像中，影像物件的邊緣經過銳化處理後，可呈現較高的對比度(contrast ratio)以突顯此影像物件。“銳度(sharpness)”一詞常用於表示對比度。因此，對原始影像進行銳化處理以產生銳化影像，則觀看者比較原始影像和銳化影像時，會覺得銳化影像具有更清晰的視覺效果。
雖然銳化處理可以加強影像物件的邊緣，但是也可能產生反效果。在不同色彩的交界處(例如人臉和天空)進行銳化處理，可能會產生明顯的光暈(halo)，反而降低影像的視覺效果。
本發明提供一種影像處理電路和方法，接收具有複數個像素的輸入影像訊號，藉由計算這些像素之間的色度差異值以產生加權訊號，並依據加權訊號對輸入影像訊號進行銳化處理。
本發明提出一種影像處理電路，包括適配器以及銳化處理電路。適配器包括處理單元以及權值產生器。處理單元接收輸入影像訊號，而輸入影像訊號具有複數個像素的像素資訊。處理單元處理輸入影像訊號，以求得這些像素中一目標像素的色度差異值，上述色度差異值係依據與目標像素鄰近的至少兩個像素的色度資訊產生。權值產生器耦接至處理單元，並依據上述色度差異值產生加權訊號，其中加權訊號具有目標像素的權值。銳化處理電路耦接至適配器，並依據加權訊號對輸入影像訊號進行銳化處理，以產生銳化影像訊號。
本發明提出一種影像處理的方法，包括下述之步驟：接收具有複數個像素的像素資訊的一輸入影像訊號，並處理上述之輸入影像訊號，以求得對應一目標像素之一色度差異值，上述之色度差異值係依據與目標像素相鄰的至少兩像素的色度資訊產生；依據上述之色度差異值產生加權訊號，其中上述之加權訊號具有目標像素的權值；以及依據上述之加權訊號對上述之輸入影像訊號進行一銳化處理，以產生一銳化影像訊號。
在本發明之一實施例中，與上述目標像素鄰近之至少兩像素的色度資訊包括第一色度值Cb和第二色度值Cr。
在本發明之一實施例中，上述之處理單元計算上述之色度差異值時，處理單元係依據與目標像素鄰近的第一像素和第二像素的第一色度值和第二色度值求得目標像素的色度差異值。
在本發明之一實施例中，上述之色度差異值等於(|Cb(1)-Cb(2)|+|Cr(1)-Cr(2)|)/2，其中Cb(1)和Cr(1)分別為第一像素的第一色度值和第二色度值，Cb(2)和Cr(2)分別為第二像素的第一色度值和第二色度值。
在本發明之一實施例中，在以第一色度值Cb和第二色度值Cr為參考軸的色彩座標系統中包括{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≦Cr2 }、{(Cb,Cr)|Cb≧Cb1 ,Cr≦Cr2 }、{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≧Cr1 }以及{(Cb,Cr)|Cb≧Cb1 ,Cr≧Cr1 }四個區域，其中Cb2 >Cb1 >0，Cr2 >Cr1 >0。第一像素的第一色度值和第二色度值分別為Cb(1)和Cr(1)，第二像素的第一色度值和第二色度值分別為Cb(2)和Cr(2)，而上述之色度差異值係依據座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))於色彩座標系統中所在的區域來決定。
在本發明之一實施例中，其中當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))位於四個區域中同一區域時，上述之色度差異值等於0。
在本發明之一實施例中，其中當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))不位於四個區域中同一區域時，上述之色度差異值等於。
在本發明之一實施例中，其中當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))不位於四個區域中同一區域時，上述之色度差異值等於(|Cb(1)-Cb(2)|+|Cr(1)-Cr(2)|)。
在本發明之一實施例中，上述之目標像素位於第一像素與第二像素的中點。
在本發明之一實施例中，上述之色度差異值與所對應的權值之間的關係以一個遞減函數表示。
在本發明之一實施例中，上述之權值產生器依據至少兩個預設的色度差異值以及對應於這些預設的色度差異值的權值，以內插法(interpolation)求得目標像素的權值。
在本發明之一實施例中，上述之權值產生器依據色度差異值從對照表中找出目標像素的權值。
在本發明之一實施例中，上述之銳化處理電路包括第一乘法器。第一乘法器耦接至適配器，將目標像素的權值乘以一個增益值，以使銳化處理電路依據加權訊號和增益值對輸入影像訊號進行銳化處理，而產生銳化影像訊號。
在本發明之一實施例中，上述之銳化處理電路包括高通濾波器、去核(coring)電路、第二乘法器、延遲器以及加法器。高通濾波器接收輸入影像訊號，對輸入影像訊號進行高通濾波處理，以產生高頻影像訊號。去核電路耦接至高通濾波器，去除高頻影像訊號的核心部分，以形成去核影像訊號。第二乘法器耦接至權值產生器和去核電路，將去核影像訊號與加權訊號相乘，以產生銳化訊號。延遲器接收輸入影像訊號並延遲輸入影像訊號，以產生延遲影像訊號。加法器耦接至第二乘法器和延遲器，將銳化訊號與延遲影像訊號相加，以產生銳化影像訊號。
在本發明之一實施例中，上述之銳化處理電路包括低通濾波器、去核電路、第二乘法器、延遲器以及減法器。低通濾波器接收輸入影像訊號，對輸入影像訊號進行低通濾波處理以產生低頻影像訊號。去核電路耦接至低通濾波器，去除低頻影像訊號的核心部分，以產生去核影像訊號。第二乘法器耦接至權值產生器和去核電路，將去核影像訊號與加權訊號相乘，以產生銳化訊號。延遲器接收輸入影像訊號並延遲輸入影像訊號，以產生延遲影像訊號。減法器耦接至第二乘法器和延遲器，自延遲影像訊號減去銳化訊號，以產生銳化影像訊號。
處理單元接收輸入影像訊號，並求得輸入影像訊號的多個像素的色度差異值。權值產生器依據這些像素的色度差異值產生加權訊號。加權訊號具有上述像素的權值，而每一個像素的權值是依據此像素的色度差異值產生。輸入影像訊號中色彩交界處的像素，通常都具有較大的色度差異值。因此，權值產生器依據每一個像素的色度差異值，適當地調整其對應的權值。銳化處理電路依據加權訊號調整銳化處理的程度，對輸入影像訊號進行銳化處理，以產生具有較佳視覺效果的銳化影像訊號。
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。
請參照圖1，圖1是依照本發明一實施例之影像處理電路的功能方塊圖。影像處理電路100接收輸入影像訊號SIN ，對輸入影像訊號SIN 進行銳化處理，以產生銳化影像訊號SOUT 。影像處理電路100包括適配器101和銳化處理電路103。適配器101包括處理單元105以及權值產生器107。處理單元105接收輸入影像訊號SIN ，而輸入影像訊號SIN 具有複數個像素的像素資訊。請參照圖2，圖2是依照本發明一實施例之輸入影像訊號的部分像素示意圖。像素PN-3 ～PN+3 為輸入影像訊號SIN 中依序輸入處理單元105的部分像素，其中N為正整數，PN 為目標像素。
請同時參照圖1和圖2，處理單元105處理輸入影像訊號SIN 以求得這些像素的色度差異值ΔC。在本實施例中，輸入影像訊號SIN 中每一個像素的色度資訊包括第一色度值Cb和第二色度值Cr。因此，Cb(N-3)～Cb(N+3)分別為像素PN-3 ～PN+3 的第一色度值，而Cr(N-3)～Cr(N+3)分別為像素PN-3 ～PN+3 的第二色度值。
每一像素的色度差異值ΔC可以依據與該像素鄰近的至少兩個像素的色度資訊產生。在此以選擇兩個像素作為例子。例如，處理單元105計算目標像素PN 的色度差異值ΔCN 時，以目標像素PN 為中點，選擇與目標像素PN 相隔同樣距離的第一像素PN-3 和第二像素PN+3 。在某些實施例中，處理單元105可以選擇像素PN-2 和像素PN+2 ，或是像素PN-1 和像素PN+1 為第一像素和第二像素，並依據其色度資訊計算目標像素PN 的色度差異值ΔCN 。然而，本發明並非限定於此。所屬技術領域之具有通常知識者在實際應用中，可適當地選取多個像素(例如4個像素)，以計算所要處理的像素之色度差異值ΔC。
如上所述，處理單元105可依據第一像素PN-3 和第二像素PN+3 的第一色度值和第二色度值求得目標像素PN 的色度差異值ΔCN 。在本實施例中，提出一種計算目標像素PN 的色度差異值ΔCN 的公式。將第一像素PN-3 和第二像素PN+3 的第一色度值相減，得到第一色度差異值|Cb(N-3)-Cb(N+3)|，再將第一像素PN-3 和第二像素PN+3 的第二色度值相減，得到第二色度差異值|Cr(N-3)-Cr(N+3)|。然後將計算第一色度差異值|Cb(N-3)-Cb(N+3)|和第二色度差異值|Cr(N-3)-Cr(N+3)|的平均值，得到目標像素PN 的色度差異值ΔCN=(|Cb(N-3)-Cb(N+3)|+|Cr(N-3)-Cr(N+3)|)/2。
以下提出另一種計算目標像素PN 的色度差異值ΔCN 的方式。請參照圖3，圖3是依據本發明一實施例之色彩座標系統圖。色彩座標系統300是以第一色度值Cb和第二色度值Cr為參考軸的座標系統。其中色彩座標系統300可劃分為四個區域，包括區域R1 、區域R2 、區域R3 以及區域R4 。在本實施例中，區域R1 ～R4 的範圍分別為{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≦Cr2 }、{(Cb,Cr]|Cb≧Cb1 ,Cr≦Cr2 }、{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≧Cr1 }以及{(Cb,Cr)|Cb≧Cb1 ,Cr≧Cr1 }。臨界值Cb1 、Cb2 、Cr1 以及Cr2 用於區分區域R1 ～R4 ，其中Cb2 >Cb1 >0，Cr2 >Cr1 >0。
在色彩座標系統300中，區域R1 的範圍以{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≦Cr2 }定義，亦即區域R1 內的座標(Cb,Cr)位於Cb≦Cb2 和Cr≦Cr2 的範圍內。而區域R3 的範圍以{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≧Cr1 }定義，所以區域R3 內的座標(Cb,Cr)位於Cb≦Cb2 和Cr≧Cr1 的範圍內。由此可知，區域R1 和區域R3 有交集的部分，也就是區域301和302，其中Cb≦Cb2 ，Cr1 ≦Cr≦Cr1 。因此，由圖3所繪示之色彩座標系統300可知，區域R1 ～R4 中任意兩個區域之間存在一個相對應的交集區域，在此不再贅述。
在本實施例中，區域R1 的顏色偏向綠色，區域R2 的顏色偏向藍色，區域R3 的顏色偏向紅色，而區域R4 的顏色偏向粉紅色。在此需注意的是，任意兩個區域交集的部分，與這兩個區域的顏色是相近的。例如區域R1 和區域R3 交集的區域301和302的顏色，介於綠色和紅色中間。此外，臨界值Cb1 和Cb2 的間隔，以及臨界值Cr1 和Cr2 的間隔，與色彩座標系統300的明度(brightness)屬性有關。如果色彩座標系統300的明度越高，則臨界值Cb1 和Cb2 的間隔以及臨界值Cr1 和Cr2 的間隔越小。如果色彩座標系統300的明度越低，則臨界值Cb1 和Cb2 的間隔以及臨界值Cr1 和Cr2 的間隔越大。
第一像素PN-3 在色彩座標系統300中的座標為(Cb(N-3),Cr(N-3))，第二像素PN+3 在色彩座標系統300中的座標為(Cb(N+3),Cr(N+3))，而目標像素PN 的色度差異值ΔCN 可依據第一像素PN-3 的座標(Cb(N-3),Cr(N-3))和第二像素PN+3 的座標(Cb(N+3),Cr(N+3))於色彩座標系統300中所在的區域來決定。在本實施例中，當第一像素PN-3 的座標(Cb(N-3),Cr(N-3))和第二像素PN+3 的座標(Cb(N+3),Cr(N+3))位於同一個區域時(例如區域R1 )，則目標像素PN 的色度差異值△CN 等於0。當第一像素PN-3 的座標(Cb(N-3),Cr(N-3))和第二像素PN+3 的座標(Cb(N+3),Cr(N+3))不位於同一個區域時(例如第一像素PN-3 的座標位於區域R1 ，第二像素PN+3 的座標位於區域R3 ，且第一像素PN-3 的座標或第二像素PN+3 的座標不位於區域R1 和區域R3 交集的區域301和302)，目標像素PN 的色度差異值△CN 等於第一像素PN-3 和第二像素PN+3 之間的距離，也就是此外，上述計算距離的方式可以簡化為將第一像素PN-3 和第二像素PN+3 的第一色度差異值和第二色度差異值，亦即目標像素PN 的色度差異值△CN 等於(|Cb(N-3)-Cb(N+3)|+|Cr(N-3)-Cr(N+3)|)。
依據上述的說明，處理單元105可以計算出每一個像素的色度差異值△C。請參照圖1，權值產生器107耦接至處理單元105，接收這些像素的色度差異值△C。權值產生器107依據每一個像素的色度差異值△C，計算出對應的權值。在本實施例中，這些像素的色度差異值△C與所對應的權值之間的關係，可以用色度差異值△C對權值的遞減函數表示。也就是說，如果目標像素PN 的色度差異值△CN 越大，則目標像素PN 的權值就越小。在本實施例中，權值產生器107可依據至少兩個預設的色度差異值△C，以及對應於這兩個預設的色度差異值△C的權值，藉由內 插法運算來求得這些像素的權值。
請參照圖4，圖4是依據本發明一實施例之色度差異值對權值座標的關係圖。假定權值產生器107依據三個預設的色度差異值D1 ~D3 以及對應的權值W1 ~W3 ，對目標像素PN 的色度差異值DN 使用內插法運算，以求出目標像素PN 的權值WN ，其中D3 >D2 >D1 ≧0，W1 >W2 >W3 ≧0。例如，當PN 的色度差異值DN 位於色度差異值D2 和D3 之間時，目標像素PN 的權值WN 可依照內插法運算由下列公式求出：
同理，當PN 的色度差異值DN 位於色度差異值D1 和D2 之間時，目標像素PN 的權值WN 可由下列公式求出：
在某些實施方式中，權值產生器107可以依據每一個像素的色度差異值從一個對照表(look up table)中找出該像素的權值。上述對照表內的權值-色度差異值對應方式，可以依照圖4所示之權值-色度差異值座標的曲線來設定，而每一色度差異值所對應的權值記錄在上述的對照表，如此一來，權值產生器107即可依據像素的色度差異值從對照表中找出所對應的權值。
權值產生器107會計算每一個像素的權值，藉以產生加權訊號SW ，其中加權訊號SW 包括這些像素的權值。
請參照圖1，銳化處理電路103耦接至適配器101，依據加權訊號SW 對輸入影像訊號SIN 進行銳化處理，以產生銳化影像訊號SOUT 。圖5是本發明另一實施例中銳化處理電路103與適配器101的功能方塊圖。請參照圖5，銳化處理電路103包括第一乘法器109、高通濾波器111、去核電路113、第二乘法器115、延遲器117以及加法器119。第一乘法器109耦接至適配器101，接收加權訊號SW 。第一乘法器109將加權訊號SW 內每一個像素的權值和一個增益值(gain)SG 相乘，以產生總加權訊號ST 。
高通濾波器111接收輸入影像訊號SIN ，並且對輸入影像訊號SIN 進行高通濾波處理，以產生高頻影像訊號SH 。去核電路113耦接至高通濾波器111，接收高頻影像訊號SH 以進行去核處理，去除高頻影像訊號SH 的核心部分，以形成去核影像訊號SC 。請參照圖6，圖6是依據本發明一實施例之高頻影像訊號的部分時序圖。其中去核電路113定義高頻影像訊號SH 的核心範圍介於臨界值T和-T之間。所屬發明技術領域之具有通常知識者可於實際應用中，修改臨界值T以調整高頻影像訊號SH 的核心範圍。圖7是依據本發明一實施例之去核影像訊號的部分時序圖。如圖7所示，高頻影像訊號SH 的核心部分601被去核電路113去除後，成為去核影像訊號SC 。
第二乘法器115耦接至第一乘法器109和去核電路113，將去核影像訊號SC 與總加權訊號ST 相乘，以產生銳化訊號SA 。延遲器117接收輸入影像訊號SIN ，並延遲輸入影像訊號SIN ，以產生延遲影像訊號SD 。加法器119耦接至第二乘法器115和延遲器117，將銳化訊號SA 與延遲影像訊號SD 相加，以產生銳化影像訊號SOUT 。
本發明所屬技術領域之具有通常知識者應知銳化訊號SA 可加強輸入影像訊號SIN 中目標像素PN 與其鄰近像素的對比(例如：加大亮度的差距)。然而，本發明並非限定於此。在本實施例中，第二乘法器115將去核影像訊號SC 與總加權訊號ST 相乘，以同時加大目標像素PN 與其鄰近像素的亮部差距和暗部差距。在某些實施例中，第二乘法器115可以僅將去核影像訊號SC 的正向振幅與總加權訊號ST 相乘，以降低目標像素PN 與其鄰近像素的亮部差距。或者，第二乘法器115也可以僅將去核影像訊號SC 的負向振幅與總加權訊號ST 相乘，以降低目標像素PN 與其鄰近像素的暗部差距。
圖8是圖1之銳化處理電路103的另一種實施方式。請參照圖8，銳化處理電路103a包括第一乘法器109、低通濾波器121、去核電路113、第二乘法器115、延遲器117以及減法器123。請參照圖1和圖8，銳化處理電路103a和銳化處理電路103類似，以下僅就相異之處進行說明。請參照圖8，其中低通濾波器121接收輸入影像訊號SIN ，並且對輸入影像訊號SIN 進行低通濾波處理，以產生低頻影像訊號SL 。去核電路113耦接至低通濾波器121，接收低頻影像訊號SL 以進行去核處理，去除低頻影像訊號SL 的核心部分，以形成去核影像訊號SC 。減法器123耦接至第二乘法器115和延遲器117，自延遲影像訊號SD 減去銳化訊號SA ，以產生銳化影像訊號SOUT 。
請參照圖9，圖9是圖1之銳化處理電路103的另一種實施方式。銳化處理電路103b包括高通濾波器111、去核電路113、第二乘法器115、延遲器117以及加法器119。請參照圖5和圖9，銳化處理電路103b和銳化處理電路103類似，以下僅就相異之處進行說明。請參照圖9，並同時對照圖5，在本實施例中，銳化處理電路103b少了第一乘法器109。第二乘法器115直接地耦接至權值產生器107和去核電路113，以將去核影像訊號SC 直接與加權訊號SW 相乘，而產生銳化訊號SA 。
請參照圖10，圖10是圖1之銳化處理電路103的另一種實施方式。銳化處理電路103c包括低通濾波器121、去核電路113、第二乘法器115、延遲器117以及減法器123。請參照圖8和圖10，銳化處理電路103c和銳化處理電路103a類似，以下僅就相異之處進行說明。請參照圖10，並同時對照圖8，在本實施例中，銳化處理電路103c少了第一乘法器109。第二乘法器115直接地耦接至權值產生器107和去核電路113，以將去核影像訊號SC 直接與加權訊號SW 相乘，而產生銳化訊號SA 。
依據上述實施例所揭示的內容，以下提供一種影像處理的方法。請參照圖11，圖11是依據本發明一實施例之影像處理方法的流程圖。本實施例之影像處理方法包括下列步驟：在步驟S1101中，接收具有複數個像素的像素資訊的輸入影像訊號，並處理輸入影像訊號，以求得這些像素的色度差異值，其中每一個像素的色度差異值係依據與此像素鄰近的至少兩個像素的色度資訊產生。
在本實施例中，每一個像素的色度資訊包括第一色度值Cb和第二色度值Cr。求得這些像素的色度差異值的步驟包括：計算這些像素中一個目標像素的色度差異值，而目標像素的色度差異值是依據與目標像素鄰近的第一像素和第二像素的第一色度值和第二色度值求得，其中目標像素位於第一像素與第二像素的中點。假定Cb(1)和Cr(1)分別為第一像素的第一色度值和第二色度值，Cb(2)和Cr(2)分別為第二像素的第一色度值和第二色度值，則目標像素的色度差異值等於(|Cb(1)-Cb(2)|+|Cr(1)-Cr(2)|)/2。
在某些實施例中，計算目標像素的色度差異值的步驟，可以用下列的方式實施：在以第一色度值Cb和第二色度值Cr為參考軸的色彩座標系統中包括{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≦Cr2 }、{(Cb,Cr)|Cb≧Cb1 ,Cr≦Cr2 }、{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≧Cr1 }以及{(Cb,Cr)|Cb≧Cb1 ,Cr≧Cr1 }四個區域，其中Cb2 >Cb1 >0，Cr2 >Cr1 >0，而目標像素的色度差異值可依據第一像素的座標(Cb(1),Cr(1))和第二像素的座標(Cb(2),Cr(2))於色彩座標系統中所在的區域來決定。例如，當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))位於四個區域中的同一區域時，目標像素的色度差異值等於0。當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))不位於四個區域中的同一區域時，目標像素的色度差異值等於。或者當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))不位於四個區域中的同一區域時，目標像素的色度差異值等於(|Cb(1)-Cb(2)|+|Cr(1)-Cr(2)|)。
在步驟S1103中，依據這些像素的色度差異值產生加權訊號，其中加權訊號具有這些像素的權值，而每一個像素的權值是依據此像素的色度差異值產生。在本實施例中，這些像素的色度差異值和所對應的權值之間的關係可以用色度差異值對權值的遞減函數表示。而產生這些像素的權值的步驟包括：依據至少兩個預設的色度差異值以及對應於這些預設的色度差異值的權值，以內插法求得這些像素的權值。或者，依據每一個像素的色度差異值從對照表中找出此像素的權值。
在步驟S1105中，依據加權訊號對輸入影像訊號進行銳化處理，以產生銳化影像訊號。請參照圖12，圖12是依據本發明一實施例之產生銳化影像訊號的流程圖。產生銳化影像訊號的步驟包括：在步驟S1201中，將這些像素的權值皆乘以一個增益值。在步驟S1203中，依據加權訊號和此增益值對輸入影像訊號進行銳化處理，以產生銳化影像訊號。
請參照圖13，圖13提供產生銳化影像訊號的另一種實施方式。其中產生銳化影像訊號的步驟包括：在步驟S1301中，對輸入影像訊號進行高通濾波處理，以產生高頻影像訊號。在步驟S1303中，去除高頻影像訊號的核心部分，以產生去核影像訊號。在步驟S1305中，將去核影像訊號與加權訊號相乘，以產生銳化訊號。在步驟S1307中，延遲輸入影像訊號，以產生延遲影像訊號。在步驟S1309中，將銳化訊號與延遲影像訊號相加，以產生銳化影像訊號。
請參照圖14，圖14提供產生銳化影像訊號的另一種實施方式。其中產生銳化影像訊號的步驟包括：在步驟S1401中，對輸入影像訊號進行低通濾波處理，以產生低頻影像訊號。在步驟S1403中，去除低頻影像訊號的核心部分，以產生去核影像訊號。在步驟S1405中，將去核影像訊號與加權訊號相乘，以產生銳化訊號。在步驟S1407中，延遲輸入影像訊號，以產生延遲影像訊號。在步驟S1409中，自延遲影像訊號減去銳化訊號，以產生銳化影像訊號。
綜上所述，處理單元105接收輸入影像訊號SIN ，並求得輸入影像訊號SIN 的多個像素的色度差異值ΔC。每一個像素的色度差異值ΔC是依據與此像素鄰近的至少兩個像素的色度資訊產生，其中像素的色度資訊包括第一色度值Cb和第二色度值Cr。在輸入影像訊號SIN 中色彩交界處的像素，通常都具有較大的色度差異值。權值產生器107依據這些像素的色度差異值ΔC產生適當的加權訊號SW 。其中權值產生器107依據每一個像素的色度差異值ΔC，藉由內插法運算或是參考對照表以產生此像素的權值。每一個像素的色度差異值ΔC越大，此像素的權值越小，以避免在輸入影像訊號SIN 中色彩交界處出現不合理的差異，例如避免產生光暈(halo)。加權訊號SW 具有上述像素的權值。銳化處理電路103依據加權訊號SW 調整銳化處理的程度，對輸入影像訊號SIN 進行銳化處理，以產生具有較佳視覺效果的銳化影像訊號SOUT 。
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。
100．．．影像處理電路
101．．．適配器
103、103a～103c．．．銳化處理電路
105．．．處理單元
107．．．權值產生器
109．．．第一乘法器
111．．．高通濾波器
113．．．去核電路
115．．．第二乘法器
117．．．延遲器
119．．．加法器
121．．．低通濾波器
123．．．減法器
300．．．色彩座標系統
301、302．．．區域
601．．．核心部分
Cb．．．第一色度值
Cb1 、Cb1 ．．．臨界值
Cr．．．第二色度值
Cr1 、Cr2 ．．．臨界值
D1 ～D3 、DN ．．．色度差異值
PN-3 ～PN+3 ．．．像素
R1 ～R4 ．．．區域
S1101～S1105、S1201～S1203、S1301～S1309、S1401～S1409．．．步驟
SA ．．．銳化訊號
SC ．．．去核影像訊號
SD ．．．延遲影像訊號
SG ．．．增益值
SH ．．．高頻影像訊號
SL ．．．低頻影像訊號
ST ．．．總加權訊號
SW ．．．加權訊號
SIN ．．．輸入影像訊號
SOUT ．．．銳化影像訊號
T、-T．．．臨界值
W1 ～W3 、WN ．．．權值
ΔC、ΔCN ．．．色度差異值
圖1是依照本發明一實施例之影像處理電路的功能方塊圖。
圖2是依照本發明一實施例之輸入影像訊號的部分像素示意圖。
圖3是依據本發明一實施例之色彩座標系統圖。
圖4是依據本發明一實施例之色度差異值對權值座標的關係圖。
圖5是圖1之銳化處理電路的功能方塊圖。
圖6是依據本發明一實施例之高頻影像訊號的部分時序圖。
圖7是依據本發明一實施例之去核影像訊號的部分時序圖。
圖8是圖1之銳化處理電路的功能方塊圖。
圖9是圖1之銳化處理電路的功能方塊圖。
圖10是圖1之銳化處理電路的功能方塊圖。
圖11是依據本發明一實施例之影像處理方法的流程圖。
圖12～14是依據本發明一實施例之產生銳化影像訊號的流程圖。
100．．．影像處理電路
101．．．適配器
103．．．銳化處理電路
105．．．處理單元
107．．．權值產生器
ΔC．．．色度差異值
SW ．．．加權訊號
SIN ．．．輸入影像訊號
SOUT ．．．銳化影像訊號

Claims (30)

  1. 一種影像處理電路，包括：一適配器，其包括：一處理單元，該處理單元接收一輸入影像訊號，該輸入影像訊號具有複數個像素的像素資訊，該處理單元處理該輸入影像訊號，以求得對應一目標像素之一色度差異值，其中該色度差異值係依據與該目標像素鄰近的至少兩像素的色度資訊產生；以及一權值產生器，耦接至該處理單元，依據該色度差異值產生一加權訊號，其中該加權訊號具有該目標像素的權值；以及一銳化處理電路，耦接至該適配器，依據該加權訊號對該輸入影像訊號進行一銳化處理，以產生一銳化影像訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中與該目標像素鄰近之至少兩像素的色度資訊包括一第一色度值Cb和一第二色度值Cr。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之影像處理電路，其中當該處理單元計算該目標像素的色度差異值時，該處理單元係依據與該目標像素鄰近的一第一像素和一第二像素的第一色度值和第二色度值求得該目標像素的色度差異值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之影像處理電路，其中該色度差異值等於(|Cb(1)-Cb(2)|+|Cr(1)-Cr(2)|)/2，其中Cb(1)和Cr(1)分別為該第一像素的第一色度值和第二色度值，Cb(2)和Cr(2)分別為該第二像素的第一色度值和第二色度值。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之影像處理電路，其中在以該第一色度值Cb和該第二色度值Cr為參考軸的一色彩座標系統中包括{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≦Cr2 }、{(Cb,Cr)|Cb≧Cb1 ，Cr≦Cr2 }、{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≧Cr1 }以及{(Cb,Cr)|Cb≧Cb1 ,Cr≧Cr1 }四個區域，其中Cb2 >Cb1 >0,Cr2 >Cr1 >0，該第一像素的第一色度值和第二色度值分別為Cb(1)和Cr(1)，該第二像素的第一色度值和第二色度值分別為Cb(2)和Cr(2)，該色度差異值係依據座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))於該色彩座標系統中所在的區域來決定。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之影像處理電路，其中當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))位於該四個區域中同一區域時，該色度差異值等於0。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之影像處理電路，其中當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))不位於該四個區域中同一區域時，該色度差異值等於
  8. 如申請專利範圍第5項所述之影像處理電路，其中當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))不位於該四個區域中同一區域時，該色度差異值等於(|Cb(1)-Cb(2)|+|Cr(1)-Cr(2)|)。
  9. 如申請專利範圍第3項所述之影像處理電路，其中該目標像素位於該第一像素與該第二像素的中點。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中該色度差異值與所對應的權值之間的關係以一遞減函數表示。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之影像處理電路，其中該權值產生器依據至少兩個預設的色度差異值以及對應於該些預設的色度差異值的權值，以內插法求得該目標像素的權值。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中該權值產生器依據該色度差異值從一對照表中找出該目標像素的權值。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中該銳化處理電路包括：一第一乘法器，耦接至該適配器，將該目標像素的權值乘以一增益值，以使該銳化處理電路依據該加權訊號和該增益值對該輸入影像訊號進行該銳化處理，以產生該銳化影像訊號。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中該銳化處理電路包括：一高通濾波器，接收該輸入影像訊號，對該輸入影像訊號進行一高通濾波處理，以產生一高頻影像訊號；一去核電路，耦接至該高通濾波器，去除該高頻影像訊號的一核心部分，以形成一去核影像訊號；一第二乘法器，耦接至該權值產生器和該去核電路，將該去核影像訊號與該加權訊號相乘，以產生一銳化訊號；一延遲器，接收該輸入影像訊號，延遲該輸入影像訊號，以產生一延遲影像訊號；以及一加法器，耦接至該第二乘法器和該延遲器，將該銳化訊號與該延遲影像訊號相加，以產生該銳化影像訊號。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理電路，其中該銳化處理電路包括：一低通濾波器，接收該輸入影像訊號，對該輸入影像訊號進行低通濾波處理以產生一低頻影像訊號；一去核電路，耦接至該低通濾波器，去除該低頻影像訊號的一核心部分，以產生一去核影像訊號；一第二乘法器，耦接至該權值產生器和該去核電路，將該去核影像訊號與該加權訊號相乘，以產生一銳化訊號；一延遲器，接收該輸入影像訊號，延遲該輸入影像訊號，以產生一延遲影像訊號；以及一減法器，耦接至該第二乘法器和該延遲器，自該延遲影像訊號減去該銳化訊號，以產生該銳化影像訊號。
  16. 一種影像處理的方法，包括：接收具有複數個像素的像素資訊的一輸入影像訊號，並處理該輸入影像訊號，以求得對應一目標像素之一色度差異值，其中該色度差異值係依據與該目標像素鄰近的至少兩像素的色度資訊產生；依據該色度差異值產生一加權訊號，其中該加權訊號具有該目標像素的權值；以及依據該加權訊號對該輸入影像訊號進行一銳化處理，以產生一銳化影像訊號。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之影像處理方法，其中該色度資訊包括一第一色度值Cb和一第二色度值Cr。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之影像處理方法，其中求得對應該目標像素之該色度差異值的步驟包括：計算依據與該目標像素鄰近之一第一像素和一第二像素的第一色度值和第二色度值求得。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之影像處理方法，其中該色度差異值等於(|Cb(1)-Cb(2)|+|Cr(1)-Cr(2)|)/2，其中Cb(1)和Cr(1)分別為該第一像素的第一色度值和第二色度值，Cb(2)和Cr(2)分別為該第二像素的第一色度值和第二色度值。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之影像處理方法，其中在以該第一色度值Cb和該第二色度值Cr為參考軸的一色彩座標系統中包括{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≦Cr2 }、{(Cb,Cr)|Cb≧Cb1 ,Cr≦Cr2 }、{(Cb,Cr)|Cb≦Cb2 ,Cr≧Cr1 }以及{(Cb,Cr)|Cb≧Cb1 ,Cr≧Cr1 }四個區域，其中Cb2 >Cb1 >0，Cr2 >Cr1 >0，該第一像素的第一色度值和第二色度值分別為Cb(1)和Cr(1)，該第二像素的第一色度值和第二色度值分別為Cb(2)和Cr(2)，該色度差異值係依據座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))於該色彩座標系統中所在的區域來決定。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之影像處理方法，其中當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))位於該四個區域中同一區域時，該色度差異值等於0。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之影像處理方法，其中當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))不位於該四個區域中同一區域時，該色度差異值等於
  23. 如申請專利範圍第20項所述之影像處理方法，其中當座標(Cb(1),Cr(1))和座標(Cb(2),Cr(2))不位於該四個區域中同一區域時，該色度差異值等於(|Cb(1)-Cb(2)|+|Cr(1)-Cr(2)|)。
  24. 如申請專利範圍第18項所述之影像處理方法，其中該目標像素位於該第一像素與該第二像素的中點。
  25. 如申請專利範圍第16項所述之影像處理方法，其中該色度差異值和所對應的權值之間的關係以一遞減函數表示。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之影像處理方法，其中產生該目標像素的權值的步驟包括：依據至少兩個預設的色度差異值以及對應於該些預設的色度差異值的權值，以內插法求得該目標像素的權值。
  27. 如申請專利範圍第16項所述之影像處理方法，其中產生該目標像素的權值的步驟包括：依據該色度差異值從一對照表中找出該目標像素的權值。
  28. 如申請專利範圍第16項所述之影像處理方法，其中產生該銳化影像訊號的步驟包括：將該目標像素的權值乘以一增益值；以及依據該加權訊號和該增益值對該輸入影像訊號進行該銳化處理，以產生該銳化影像訊號。
  29. 如申請專利範圍第16項所述之影像處理方法，其中產生該銳化影像訊號的步驟包括：對該輸入影像訊號進行一高通濾波處理，以產生一高頻影像訊號；去除該高頻影像訊號的一核心部分，以產生一去核影像訊號；將該去核影像訊號與該加權訊號相乘，以產生一銳化訊號；延遲該輸入影像訊號，以產生一延遲影像訊號；以及將該銳化訊號與該延遲影像訊號相加，以產生該銳化影像訊號。
  30. 如申請專利範圍第16項所述之影像處理方法，其中產生該銳化影像訊號的步驟包括：對該輸入影像訊號進行低通濾波處理，以產生一低頻影像訊號；去除該低頻影像訊號的一核心部分，以產生一去核影像訊號；將該去核影像訊號與該加權訊號相乘，以產生一銳化訊號；延遲該輸入影像訊號，以產生一延遲影像訊號；以及自該延遲影像訊號減去該銳化訊號，以產生該銳化影像訊號。
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