圖像銳化方法與圖像處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種圖像銳化方法與圖像處理裝置。此方法包括：取得一圖像中的多個像素；根據(jù)所述像素計算一高通濾波器的第一權(quán)重，以及一個第一濾波器的第二權(quán)重，其中第一濾波器是該高通濾波器與一低通濾波器的卷積；根據(jù)高通濾波器、第一權(quán)重、第一濾波器與第二權(quán)重產(chǎn)生一銳化濾波器；以及根據(jù)此銳化濾波器對所述像素執(zhí)行一銳化運算。藉此，可以讓銳化后的圖像有較好的視覺效果。
【專利說明】圖像銳化方法與圖像處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種圖像銳化方法，且特別是有關(guān)于一種利用多個濾波器，并調(diào) 整濾波器的權(quán)重的圖像銳化方法與圖像處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在圖像處理的【技術(shù)領(lǐng)域】當(dāng)中，圖像銳化的運算是用來讓圖像中的邊緣或紋理 (texture)看起來更明顯。一般來說，可以用一個高通濾波器來對圖像做卷積運算，而卷積 運算的結(jié)果可加回原本的圖像中。亦即，上述的運算可以增加圖像中高頻系數(shù)的振幅。然 而，此運算同時也會讓圖像中的噪聲看起來更明顯。或者，若在圖像中有高對比（例如，文 字）的區(qū)域，上述的運算可能會產(chǎn)生光環(huán)效應(yīng)（halo effect)、彩邊（color ring)效應(yīng)或者 是其它效應(yīng)。因此，如何在執(zhí)行銳化的運算時，同時抑制圖像中的噪聲并讓銳化后的圖像有 較好的視覺效果，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所關(guān)心的議題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種圖像銳化方法與圖像處理裝置，可以動態(tài)地執(zhí)行銳化的運算，藉 此銳化后的圖像有較好的視覺效果。
[0004] 本發(fā)明一范例實施例提出一種圖像銳化方法，適用于一圖像處理裝置。此方法包 括：取得一圖像中的多個像素；根據(jù)所述像素計算一高通濾波器的第一權(quán)重，以及一個第 一濾波器的第二權(quán)重，其中第一濾波器是該高通濾波器與一低通濾波器的卷積；根據(jù)高通 濾波器、第一權(quán)重、第一濾波器與第二權(quán)重產(chǎn)生一銳化濾波器；以及根據(jù)銳化濾波器對所述 像素執(zhí)行一銳化運算。
[0005] 在一范例實施例中，上述根據(jù)所述像素計算高通濾波器的第一權(quán)重的步驟包括： 將所述像素的一標(biāo)準(zhǔn)差除以一個第一預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差以取得第一權(quán)重；以及若第一權(quán)重大于一 個第一預(yù)設(shè)值，將第一權(quán)重設(shè)為第一預(yù)設(shè)值。
[0006] 在一范例實施例中，上述根據(jù)所述像素計算第二權(quán)重的步驟包括：將第一預(yù)設(shè)值 減去第一權(quán)重以取得第二權(quán)重。
[0007] 在一范例實施例中，上述根據(jù)銳化濾波器對所述像素執(zhí)行銳化運算的步驟包括： 根據(jù)所述像素的一標(biāo)準(zhǔn)差計算出一個第一因子；根據(jù)所述像素的一高對比程度計算出一個 第二因子；根據(jù)第一因子與第二因子計算出一增益值；根據(jù)該銳化濾波器對所述像素執(zhí)行 一卷積運算，并將此卷積運算的結(jié)果乘上增益值以取得一銳化值；以及將所述像素的其中 之一加上此銳化值。
[0008] 在一范例實施例中，上述根據(jù)所述像素的標(biāo)準(zhǔn)差計算出第一因子的步驟包括：將 此標(biāo)準(zhǔn)差減去一個第一偏移值的差除以一個第一門坎值以取得第一因子。
[0009] 在一范例實施例中，上述根據(jù)所述像素的高對比程度計算出第二因子的步驟包 括：根據(jù)一個第一高通濾波器對所述像素執(zhí)行卷積運算以取得第一數(shù)值；將一個第二偏移 值減去第一數(shù)值的絕對值以取得一個第二數(shù)值；以及將第二數(shù)值除以一個第二門坎值以取 得第二因子。
[0010] 在一范例實施例中，上述的圖像銳化方法還包括：若第一因子大于一個第一預(yù)設(shè) 值，將第一因子設(shè)為第一預(yù)設(shè)值；若第一因子小于一個第二預(yù)設(shè)值，將第一因子設(shè)為第二預(yù) 設(shè)值；若第二因子大于第一預(yù)設(shè)值，將第二因子設(shè)為第一預(yù)設(shè)值；以及若第二因子小于第 二預(yù)設(shè)值，將第二因子設(shè)為第二預(yù)設(shè)值。
[0011] 在一范例實施例中，上述根據(jù)第一因子與第二因子計算出增益值的步驟包括：若 第二因子小于第一預(yù)設(shè)值，將一預(yù)設(shè)增益值乘上第二因子以取得增益值；以及若第二因子 大于等于第一預(yù)設(shè)值，將預(yù)設(shè)增益乘上第一因子以取得增益值。
[0012] 在一范例實施例中，上述的高通濾波器為拉普拉斯濾波器，并且低通濾波器為高 斯濾波器。
[0013] 以另外一個角度來說，本發(fā)明一范例實施例提出一種圖像處理裝置，包括多核心 計算電路與銳化電路。多核心計算電路是用以取得一圖像中的多個像素，根據(jù)所述像素來 計算一高通濾波器的第一權(quán)重，根據(jù)所述像素來計算一個第一濾波器的第二權(quán)重，并且根 據(jù)高通濾波器、第一權(quán)重、第一濾波器與第二權(quán)重產(chǎn)生一銳化濾波器。其中，第一濾波器是 該高通濾波器與一低通濾波器的卷積。銳化電路是耦接至多核心計算電路，用以根據(jù)銳化 濾波器對所述像素執(zhí)行一銳化運算。
[0014] 在一范例實施例中，上述的多核心計算電路用以將所述像素的標(biāo)準(zhǔn)差除以一個第 一預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差以取得第一權(quán)重。若第一權(quán)重大于一個第一預(yù)設(shè)值，多核心計算電路將第一 權(quán)重設(shè)為第一預(yù)設(shè)值。
[0015] 在一范例實施例中，上述的多核心計算電路用以將第一預(yù)設(shè)值減去第一權(quán)重以取 得第二權(quán)重。
[0016] 在一范例實施例中，上述的圖像處理裝置還包括噪聲檢測電路、高對比檢測電路 與增益控制電路。噪聲檢測電路是用以根據(jù)所述像素的一標(biāo)準(zhǔn)差計算出一個第一因子。高 對比檢測電路是用以根據(jù)所述像素的一高對比程度計算出一個第二因子。增益控制電路是 耦接至噪聲檢測電路、高對比檢測電路與銳化電路，用以根據(jù)第一因子與第二因子計算出 一增益值。其中，銳化電路根據(jù)銳化濾波器對所述像素執(zhí)行一卷積運算，將此卷積運算的結(jié) 果乘上增益值以取得一銳化值，并且將所述像素的其中之一加上此銳化值。
[0017] 在一范例實施例中，上述的噪聲檢測電路用以將像素的標(biāo)準(zhǔn)差減去一個第一偏移 值的差除以一個第一門坎值以取得第一因子。
[0018] 在一范例實施例中，上述的高對比檢測電路用以根據(jù)一個第一高通濾波器對所述 像素執(zhí)行卷積運算以取得一個第一數(shù)值，將一個第二偏移值減去第一數(shù)值的絕對值以取得 一個第二數(shù)值，并且將第二數(shù)值除以一個第二門坎值以取得第二因子。
[0019] 在一范例實施例中，若第一因子大于一個第一預(yù)設(shè)值，噪聲檢測電路將第一因子 設(shè)為第一預(yù)設(shè)值。若第一因子小于一個第二預(yù)設(shè)值，噪聲檢測電路將第一因子設(shè)為第二預(yù) 設(shè)值。若第二因子大于第一預(yù)設(shè)值，高對比檢測電路將第二因子設(shè)為第一預(yù)設(shè)值。若第二 因子小于第二預(yù)設(shè)值，高對比檢測電路將第二因子設(shè)為第二預(yù)設(shè)值。
[0020] 在一范例實施例中，若第二因子小于第一預(yù)設(shè)值，增益控制電路將一預(yù)設(shè)增益值 乘上第二因子以取得增益值。若第二因子大于等于第一預(yù)設(shè)值，增益控制電路將預(yù)設(shè)增益 乘上第一因子以取得增益值。
[0021] 基于上述，本發(fā)明范例實施例所提出的圖像銳化方法與圖像處理裝置，可以動態(tài) 地調(diào)整一個高通濾波器的權(quán)重與一個第一濾波器的權(quán)重。特別的是，第一濾波器是該高通 濾波器與一個低通濾波器的卷積，藉此在執(zhí)行銳化運算時可以同時抑制噪聲，并提供較好 的視覺效果。
[0022] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式 作詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是根據(jù)一范例實施例所繪示的圖像處理裝置的方塊圖。
[0024] 圖2是根據(jù)一范例實施例繪示拉普拉斯濾波器的范例示意圖。
[0025] 圖3是根據(jù)一范例實施例繪示拉普拉斯_高斯濾波器的范例示意圖。
[0026] 圖4是根據(jù)另一范例實施例繪示圖像處理裝置的方塊圖。
[0027] 圖5是根據(jù)一范例實施例繪示圖像處理裝置400的操作流程圖。
[0028] 圖6是根據(jù)一范例實施例繪示圖像銳化方法的流程圖。
[0029] [標(biāo)號說明]
[0030] 100、400 :圖像處理裝置 P1、P2:像素
[0031] A :銳化濾波器 110 :多核心計算電路
[0032] 120 :銳化電路 201?204、301?302 :濾波器
[0033] 410:噪聲檢測電路 420:高對比檢測電路
[0034] 430:增益控制電路 g:增益值
[0035] S5〇l ?S5〇6、S6〇l ?S6〇4 :步驟

【具體實施方式】
[0036] 圖1是根據(jù)一范例實施例所繪示的圖像處理裝置的方塊圖。
[0037] 請參照圖1，圖像處理裝置100包括多核心計算電路110與銳化電路120。圖像處 理裝置100可被實作為計算機、服務(wù)器、分布式系統(tǒng)、電視、智能型手機、平板計算機、任何 形式的嵌入式系統(tǒng)或電子裝置，本發(fā)明并不在此限。
[0038] 多核心計算電路110是用以接收以一個圖像中的多個像素P1，并且根據(jù)這些像素 P1來計算多個濾波器（亦稱核心或是屏蔽）的權(quán)重，而每一個濾波器的權(quán)重可能彼此不相 同。多核心計算電路110會根據(jù)這些濾波器以及對應(yīng)的權(quán)重來產(chǎn)生一個銳化濾波器，而銳 化電路120會根據(jù)此銳化濾波器來對這些像素執(zhí)行一個銳化運算以輸出像素P2。
[0039] 舉例來說，銳化電路120可以根據(jù)以下方程序（1)來執(zhí)行銳化運算。

【權(quán)利要求】
1. 一種圖像銳化方法，用于一圖像處理裝置，其特征在于，包括： 取得一圖像中的多個像素； 根據(jù)該多個像素計算一高通濾波器的一第一權(quán)重，W及一第一濾波器的一第二權(quán)重， 其中該第一濾波器是該高通濾波器與一低通濾波器的卷積； 根據(jù)該高通濾波器、該第一權(quán)重、該第一濾波器與該第二權(quán)重產(chǎn)生一銳化濾波器；W及 根據(jù)該銳化濾波器對該多個像素執(zhí)行一銳化運算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像銳化方法，其特征在于，其中根據(jù)該多個像素計算該高 通濾波器的該第一權(quán)重的步驟包括： 將該多個像素的一標(biāo)準(zhǔn)差除W-第一預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差W取得該第一權(quán)重；W及 若該第一權(quán)重大于一第一預(yù)設(shè)值，將該第一權(quán)重設(shè)為該第一預(yù)設(shè)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像銳化方法，其特征在于，其中根據(jù)該多個像素計算該第 二權(quán)重的步驟包括： 將該第一預(yù)設(shè)值減去該第一權(quán)重W取得該第二權(quán)重。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像銳化方法，其特征在于，其中根據(jù)該銳化濾波器對該多 個像素執(zhí)行該銳化運算的步驟包括： 根據(jù)該多個像素的一標(biāo)準(zhǔn)差計算出一第一因子； 根據(jù)該多個像素的一高對比程度計算出一第二因子； 根據(jù)該第一因子與該第二因子計算出一增益值； 根據(jù)該銳化濾波器對該多個像素執(zhí)行一卷積運算，并將該卷積運算的結(jié)果乘上該增益 值W取得一銳化值；W及 將該多個像素的其中之一加上該銳化值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像銳化方法，其特征在于，其中根據(jù)該多個像素的該標(biāo)準(zhǔn) 差計算出該第一因子的步驟包括： 將該標(biāo)準(zhǔn)差減去一第一偏移值的差除W-第一口坎值W取得該第一因子。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像銳化方法，其特征在于，其中根據(jù)該多個像素的該高對 比程度計算出該第二因子的步驟包括： 根據(jù)一第一高通濾波器對該多個像素執(zhí)行該卷積運算W取得一第一數(shù)值； 將一第二偏移值減去該第一數(shù)值的絕對值W取得一第二數(shù)值；W及 將該第二數(shù)值除W-第二口坎值W取得該第二因子。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像銳化方法，其特征在于，還包括： 若該第一因子大于一第一預(yù)設(shè)值，將該第一因子設(shè)為該第一預(yù)設(shè)值； 若該第一因子小于一第二預(yù)設(shè)值，將該第一因子設(shè)為該第二預(yù)設(shè)值； 若該第二因子大于該第一預(yù)設(shè)值，將該第二因子設(shè)為該第一預(yù)設(shè)值；W及 若該第二因子小于該第二預(yù)設(shè)值，將該第二因子設(shè)為該第二預(yù)設(shè)值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像銳化方法，其特征在于，其中根據(jù)該第一因子與該第二 因子計算出該增益值的步驟包括： 若該第二因子小于該第一預(yù)設(shè)值，將一預(yù)設(shè)增益值乘上該第二因子W取得該增益值； W及 若該第二因子大于等于該第一預(yù)設(shè)值，將該預(yù)設(shè)增益乘上該第一因子W取得該增益 值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像銳化方法，其特征在于，其中該高通濾波器為拉普拉斯 濾波器，并且該低通濾波器為高斯濾波器。
10. -種圖像處理裝置，其特征在于，包括： 一多核也計算電路，用W取得一圖像中的多個像素，根據(jù)該多個像素來計算一高通濾 波器的一第一權(quán)重，根據(jù)該多個像素來計算一第一濾波器的一第二權(quán)重，并且根據(jù)該高通 濾波器、該第一權(quán)重、該第一濾波器與該第二權(quán)重產(chǎn)生一銳化濾波器，其中該第一濾波器是 該高通濾波器與一低通濾波器的卷積； 一銳化電路，禪接至該多核也計算電路，用W根據(jù)該銳化濾波器對該多個像素執(zhí)行一 銳化運算。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像處理裝置，其特征在于，其中該多核也計算電路用W 將該多個像素的一標(biāo)準(zhǔn)差除W-第一預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差W取得該第一權(quán)重， 其中，若該第一權(quán)重大于一第一預(yù)設(shè)值，該多核也計算電路將該第一權(quán)重設(shè)為該第一 預(yù)設(shè)值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理裝置，其特征在于，其中該多核也計算電路用W 將該第一預(yù)設(shè)值減去該第一權(quán)重W取得該第二權(quán)重。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像處理裝置，其特征在于，還包括： 一噪聲檢測電路，用W根據(jù)該多個像素的一標(biāo)準(zhǔn)差計算出一第一因子； 一高對比檢測電路，用W根據(jù)該多個像素的一高對比程度計算出一第二因子；W及 一增益控制電路，禪接至該噪聲檢測電路、高對比檢測電路與該銳化電路，用W根據(jù)該 第一因子與該第二因子計算出一增益值， 其中，該銳化電路根據(jù)該銳化濾波器對該多個像素執(zhí)行一卷積運算，將該卷積運算的 結(jié)果乘上該增益值W取得一銳化值，并且將該多個像素的其中之一加上該銳化值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像處理裝置，其特征在于，其中該噪聲檢測電路用W將 該標(biāo)準(zhǔn)差減去一第一偏移值的差除W-第一口坎值W取得該第一因子。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像處理裝置，其特征在于，其中該高對比檢測電路用W 根據(jù)一第一高通濾波器對該多個像素執(zhí)行該卷積運算W取得一第一數(shù)值，將一第二偏移值 減去該第一數(shù)值的絕對值W取得一第二數(shù)值，并且將該第二數(shù)值除W-第二口坎值W取得 該第二因子。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像處理裝置，其特征在于，其中若該第一因子大于一第 一預(yù)設(shè)值，該噪聲檢測電路將該第一因子設(shè)為該第一預(yù)設(shè)值， 若該第一因子小于一第二預(yù)設(shè)值，該噪聲檢測電路將該第一因子設(shè)為該第二預(yù)設(shè)值， 若該第二因子大于該第一預(yù)設(shè)值，該高對比檢測電路將該第二因子設(shè)為該第一預(yù)設(shè) 值， 若該第二因子小于該第二預(yù)設(shè)值，該高對比檢測電路將該第二因子設(shè)為該第二預(yù)設(shè) 值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像處理裝置，其特征在于，其中若該第二因子小于該第 一預(yù)設(shè)值，增益控制電路將一預(yù)設(shè)增益值乘上該第二因子W取得該增益值， 若該第二因子大于等于該第一預(yù)設(shè)值，增益控制電路將該預(yù)設(shè)增益乘上該第一因子W 取得該增益值。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像處理裝置，其特征在于，其中該高通濾波器為拉普拉 斯濾波器，并且該低通濾波器為高斯濾波器。
【文檔編號】H04N5/208GK104469083SQ201310432133
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】張智凱, 楊智源 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司