圖像銳化方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種銳化方法及其裝置, 銳化方法包括依次進(jìn)行的變換步驟、濾波步驟和核化去噪步驟，包括：根據(jù)待處理像素點、左邊第一個像素點、右邊第一個像素點、左邊第二個像素點和右邊第二個像素點構(gòu)成鄰域數(shù)據(jù)，根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域變換處理后并計算得出系數(shù)向量，根據(jù)系數(shù)向量計算子濾波加權(quán)系數(shù)，根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)、子濾波加權(quán)系數(shù)和子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)處理得出濾波后數(shù)據(jù)，根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)、子濾波加權(quán)系數(shù)和權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)計算得出銳化加權(quán)值，根據(jù)閥值參數(shù)對濾波后數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，對去噪后數(shù)據(jù)進(jìn)行銳化處理并處理的銳化后數(shù)據(jù)。實現(xiàn)根據(jù)圖像內(nèi)容自適應(yīng)調(diào)節(jié)地進(jìn)行銳化處理，從而達(dá)到銳化后視覺效果更加自然。
【專利說明】圖像銳化方法及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字視頻處理領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像銳化方法和使用該銳化方法的 銳化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著計算機的廣泛使用W及數(shù)字電視的出現(xiàn)，人們對視頻圖像的清晰度要求越來 越高，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)清晰度視頻被放大到高清晰度視頻播放時，視頻圖像邊緣的細(xì)節(jié)將出現(xiàn)丟失， 使得圖像整體出現(xiàn)模糊現(xiàn)象。圖像的清晰度、銳度也會因為編碼和如降噪、去振鈴效應(yīng)、去 塊等各種處理而丟失。該時通常進(jìn)行邊緣和細(xì)節(jié)的增強來恢復(fù)丟失的高頻信息或增加高頻 信息來提高圖像分辨率和感知清晰度，該種后處理技術(shù)稱為銳化處理。
[0003] 現(xiàn)有的銳化處理實現(xiàn)方案通常需要依次進(jìn)行亮度瞬態(tài)提升處理（LTI, Luminance Transient Improvement)和峰化處理（Peaking)。LTI對亮度信號的上過渡帶進(jìn)行檢測， 當(dāng)出現(xiàn)亮度信號過渡時，使信號的過渡帶變窄，邊緣變睹，從而提高圖像的清晰度?；痑king 通過增強圖像的中高頻段的信息，從而提高圖像的清晰度。
[0004] 然而，LTI處理中的濾波器增益是固定的，不能根據(jù)圖像的實際內(nèi)容進(jìn)行調(diào)節(jié)，W 及化aking處理中將會使用多個子濾波器，其中的子濾波器增益也是固定的，不能自適應(yīng) 調(diào)節(jié)。由于處理方式單一，而圖像不同區(qū)域需要不同的處理方式，使用固定濾波器使得銳化 的處理結(jié)果不自然。另外LTI和化aking中的濾波器頻帶范圍有重疊，對于重疊范圍內(nèi)的 圖像數(shù)據(jù)會進(jìn)行多次銳化處理可能會產(chǎn)生邊緣增益疊加效應(yīng)，從而降低圖像視覺效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的第一目的提供一種可W根據(jù)圖像內(nèi)容自適應(yīng)調(diào)節(jié)進(jìn)行圖像銳化處理的 銳化方法。
[0006] 本發(fā)明的第二目的提供一種可W根據(jù)圖像內(nèi)容自適應(yīng)調(diào)節(jié)進(jìn)行圖像銳化處理的 銳化裝置。
[0007] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明提供一種銳化方法，包括依次進(jìn)行的變換步 驟、濾波步驟和核化去噪步驟，其中，變換步驟包括；根據(jù)待處理像素點、待處理像素點的左 邊第一個像素點、待處理像素點的右邊第一個像素點、待處理像素點的左邊第二個像素點 和待處理像素點的右邊第二個像素點構(gòu)成鄰域數(shù)據(jù)的步驟；根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域變換處 理后并計算得出系數(shù)向量的步驟，濾波步驟包括：根據(jù)系數(shù)向量計算子濾波加權(quán)系數(shù)的步 驟；根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)、子濾波加權(quán)系數(shù)和子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)處理得出濾波后數(shù)據(jù)的步驟； 根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)、子濾波加權(quán)系數(shù)和權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)計算得出銳化加權(quán)值的步驟，核化去噪步 驟包括：根據(jù)閥值參數(shù)對濾波后數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理并處理得出去噪后數(shù)據(jù)的步驟；根據(jù)待 處理像素點、銳化加權(quán)值對去噪后數(shù)據(jù)進(jìn)行銳化處理并處理的銳化后數(shù)據(jù)的步驟。
[0008] 由上述方案可見，依次進(jìn)行變換步驟、濾波步驟、銳化步驟、信號合成等處理后，由 于通過濾波步驟可產(chǎn)生一組子濾波加權(quán)系數(shù)用來控制多帶濾波器的子帶增益，由于濾波步 驟的增益由加權(quán)系數(shù)產(chǎn)生，所w在銳化步驟中，將濾波輸出結(jié)果與原始輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行 加權(quán)變換，從而達(dá)到銳化后視覺效果更加自然，繼而實現(xiàn)根據(jù)圖像內(nèi)容自適應(yīng)調(diào)節(jié)地進(jìn)行 圖像銳化處理。
[0009] 更進(jìn)一步的方案是，根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域變換處理后并計算得出系數(shù)向量的步 驟為根據(jù)五階變換矩陣對鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域變換處理并計算得出系數(shù)向量的步驟。
[0010] 由上可見，通過五階變換矩陣可對鄰域數(shù)據(jù)根據(jù)五階變換矩陣中的不同行系數(shù)分 別進(jìn)行高頻、中頻、低頻的濾波，從而提高數(shù)據(jù)變換效果，同時亦可減少運算量。
[0011] 更進(jìn)一步的方案是，子濾波加權(quán)系數(shù)的數(shù)量為至少H個；根據(jù)系數(shù)向量計算子濾 波加權(quán)系數(shù)的步驟為根據(jù)系數(shù)向量和系數(shù)向量的多個分量分別計算得出多個子濾波加權(quán) 系數(shù)。
[0012] 更進(jìn)一步的方案是，子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)的數(shù)量為至少H個，根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)、子濾 波加權(quán)系數(shù)和子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)處理得出濾波后數(shù)據(jù)的步驟包括；將鄰域數(shù)據(jù)點乘于一 個子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)并計算得出點乘數(shù)據(jù)；將點乘數(shù)據(jù)乘W子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)對應(yīng)的 子濾波加權(quán)系數(shù)并計算得出子濾波后數(shù)據(jù)；將多個子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)對應(yīng)計算得出的多 個子濾波后數(shù)據(jù)進(jìn)行求和并計算得出濾波后數(shù)據(jù)。
[0013] 由上可見，利用對鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并計算得出多個加權(quán)系數(shù)，通過多個動態(tài)的 加權(quán)系數(shù)對多個子濾波器進(jìn)行調(diào)節(jié)，繼而實現(xiàn)圖像內(nèi)容自適應(yīng)調(diào)節(jié)地進(jìn)行圖像濾波處理， 更進(jìn)一步地提高圖像輸出品質(zhì)。
[0014] 更進(jìn)一步的方案是，根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)、子濾波加權(quán)系數(shù)和權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)計算得出銳 化加權(quán)值的步驟包括：將鄰域數(shù)據(jù)點乘于子濾波加權(quán)系數(shù)的結(jié)果進(jìn)行求和并計算得出銳化 初始數(shù)據(jù)；將權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)除于權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)與銳化初始數(shù)據(jù)的絕對值之和值并計算得出 銳化加權(quán)值。
[0015] 由上可見，利用對鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并計算得出多個加權(quán)系數(shù)，通過其中一個加 權(quán)系數(shù)對銳化步驟的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，繼而實現(xiàn)圖像內(nèi)容自適應(yīng)調(diào)節(jié)地進(jìn)行圖像銳化處理， 更進(jìn)一步地提局圖像輸出品質(zhì)。
[0016] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明提供一種銳化裝置，包括依次連接的變換單 元、濾波單元和核化去噪單元，其中，變換單元包括；根據(jù)待處理像素點、待處理像素點的左 邊第一個像素點、待處理像素點的右邊第一個像素點、待處理像素點的左邊第二個像素點 和待處理像素點的右邊第二個像素點構(gòu)成鄰域數(shù)據(jù)的鄰域數(shù)據(jù)構(gòu)成模塊；根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)進(jìn) 行頻域變換處理后并計算得出系數(shù)向量的系數(shù)向量計算模塊，濾波單元包括：根據(jù)系數(shù)向 量計算子濾波加權(quán)系數(shù)的子濾波加權(quán)系數(shù)計算模塊；根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)、子濾波加權(quán)系數(shù)和子 濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)處理得出濾波后數(shù)據(jù)的濾波模塊；根據(jù)鄰域數(shù)據(jù)、子濾波加權(quán)系數(shù)和權(quán) 值調(diào)節(jié)參數(shù)計算得出銳化加權(quán)值的銳化加權(quán)值計算模塊，核化去噪單元包括：根據(jù)閥值參 數(shù)對濾波后數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理并處理得出去噪后數(shù)據(jù)的去噪模塊；根據(jù)待處理像素點、銳 化加權(quán)值對去噪后數(shù)據(jù)進(jìn)行銳化處理并處理的銳化后數(shù)據(jù)的銳化模塊。
[0017] 由上可見，通過變換單元、濾波單元和銳化單元對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由于通過濾波單 元可產(chǎn)生一組子濾波加權(quán)系數(shù)用來控制多帶濾波器的子帶增益，由于濾波單元的增益由加 權(quán)系數(shù)產(chǎn)生，所W在銳化單元的處理中，將濾波輸出結(jié)果與原始輸入圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)變 換，從而達(dá)到銳化后視覺效果更加自然，繼而實現(xiàn)根據(jù)圖像內(nèi)容自適應(yīng)調(diào)節(jié)地進(jìn)行圖像銳 化處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明銳化方法實施例的流程圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明銳化方法實施例的圖像銳化處理示意圖。
[0020] 圖3是本發(fā)明銳化方法實施例中圖像銳化處理的濾波處理示意圖。
[0021] 圖4是本發(fā)明銳化方法實施例中圖像銳化處理的去噪處理示意圖。
[0022] 圖5是本發(fā)明銳化裝置實施例的系統(tǒng)框圖。
[0023] W下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

【具體實施方式】
[0024] 銳化方法實施例： 參照圖1和圖2,圖1是銳化方法實施例的流程圖，圖2是圖像銳化處理示意圖。對待 處理像素點的數(shù)據(jù)X進(jìn)行圖像銳化時，銳化方法包括依次對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行的變換步驟、濾 波步驟和核化去噪步驟，即將數(shù)據(jù)X依次經(jīng)過轉(zhuǎn)換模塊11、濾波模塊12和核化去噪模塊13 處理，繼而得出銳化后的圖像。
[00巧]變換步驟包括步驟S11和步驟S12。執(zhí)行變換步驟時首先執(zhí)行步驟S11，首先將數(shù) 據(jù)X輸入到轉(zhuǎn)換模塊11中，轉(zhuǎn)換模塊11根據(jù)待處理像素點、待處理像素點的左邊第一個像 素點、待處理像素點的右邊第一個像素點、待處理像素點的左邊第二個像素點和待處理像 素點的右邊第二個像素點構(gòu)成鄰域數(shù)據(jù)，具體地，根據(jù)公式計算鄰域數(shù)據(jù) P_vec=[P(i-2)，P(i-l)，P(i)，P(i+l)，P(i+2)]T 公式（1) 其中，P_vec為鄰域數(shù)據(jù)，P(i)為待處理像素點，P(i-l)為待處理像素點的左邊第一個 像素點，P(i+1)待處理像素點的右邊第一個像素點，P(i-2)待處理像素點的左邊第二個像 素點，P(i+2)待處理像素點的右邊第二個像素點。
[0026] T為5階變換矩陣，

【權(quán)利要求】
1. 銳化方法，包括依次進(jìn)行的變換步驟、濾波步驟和核化去噪步驟，其特征在于： 所述變換步驟包括 根據(jù)待處理像素點、所述待處理像素點的左邊第一個像素點、所述待處理像素點的右 邊第一個像素點、所述待處理像素點的左邊第二個像素點和所述待處理像素點的右邊第二 個像素點構(gòu)成鄰域數(shù)據(jù)的步驟； 根據(jù)所述鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域變換處理后并計算得出系數(shù)向量的步驟， 所述濾波步驟包括 根據(jù)所述系數(shù)向量計算子濾波加權(quán)系數(shù)的步驟； 根據(jù)所述鄰域數(shù)據(jù)、所述子濾波加權(quán)系數(shù)和子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)處理得出濾波后數(shù)據(jù) 的步驟； 根據(jù)所述鄰域數(shù)據(jù)、所述子濾波加權(quán)系數(shù)和權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)計算得出銳化加權(quán)值的步 驟， 核化去噪步驟包括 根據(jù)閥值參數(shù)對所述濾波后數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理并處理得出去噪后數(shù)據(jù)的步驟； 根據(jù)所述待處理像素點、所述銳化加權(quán)值對所述去噪后數(shù)據(jù)進(jìn)行銳化處理并處理的銳 化后數(shù)據(jù)的步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述銳化方法，其特征在于： 根據(jù)所述鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域變換處理后并計算得出系數(shù)向量的步驟為根據(jù)五階變換 矩陣對所述鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域變換處理并計算得出所述系數(shù)向量的步驟。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述銳化方法，其特征在于： 所述子濾波加權(quán)系數(shù)的數(shù)量為至少三個； 根據(jù)所述系數(shù)向量計算子濾波加權(quán)系數(shù)的步驟為根據(jù)所述系數(shù)向量和所述系數(shù)向量 的多個分量分別計算得出多個所述子濾波加權(quán)系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述銳化方法，其特征在于： 所述子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)的數(shù)量為至少三個； 根據(jù)所述鄰域數(shù)據(jù)、所述子濾波加權(quán)系數(shù)和所述子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)處理得出濾波后 數(shù)據(jù)的步驟包括 將所述鄰域數(shù)據(jù)點乘于一個所述子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)并計算得出點乘數(shù)據(jù)； 將所述點乘數(shù)據(jù)乘以所述子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)對應(yīng)的子濾波加權(quán)系數(shù)并計算得出子 濾波后數(shù)據(jù)； 將多個所述子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)對應(yīng)計算得出的多個子濾波后數(shù)據(jù)進(jìn)行求和并計算 得出所述濾波后數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述銳化方法，其特征在于： 根據(jù)所述鄰域數(shù)據(jù)、所述子濾波加權(quán)系數(shù)和權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)計算得出銳化加權(quán)值的步驟 包括 將所述鄰域數(shù)據(jù)點乘于所述子濾波加權(quán)系數(shù)的結(jié)果進(jìn)行求和并計算得出銳化初始數(shù) 據(jù)； 將所述權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)除于所述權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)與所述銳化初始數(shù)據(jù)的絕對值之和值并 計算得出銳化加權(quán)值。
6. 銳化裝置，包括依次連接的變換單元、濾波單元和核化去噪單元，其特征在于： 所述變換單元包括 根據(jù)待處理像素點、所述待處理像素點的左邊第一個像素點、所述待處理像素點的右 邊第一個像素點、所述待處理像素點的左邊第二個像素點和所述待處理像素點的右邊第二 個像素點構(gòu)成鄰域數(shù)據(jù)的鄰域數(shù)據(jù)構(gòu)成模塊； 根據(jù)所述鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域變換處理后并計算得出系數(shù)向量的系數(shù)向量計算模塊， 所述濾波單元包括 根據(jù)所述系數(shù)向量計算子濾波加權(quán)系數(shù)的子濾波加權(quán)系數(shù)計算模塊； 根據(jù)所述鄰域數(shù)據(jù)、所述子濾波加權(quán)系數(shù)和子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)處理得出濾波后數(shù)據(jù) 的濾波模塊； 根據(jù)所述鄰域數(shù)據(jù)、所述子濾波加權(quán)系數(shù)和權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)計算得出銳化加權(quán)值的銳化 加權(quán)值計算模塊， 核化去噪單元包括 根據(jù)閥值參數(shù)對所述濾波后數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理并處理得出去噪后數(shù)據(jù)的去噪模塊； 根據(jù)所述待處理像素點、所述銳化加權(quán)值對所述去噪后數(shù)據(jù)進(jìn)行銳化處理并處理的銳 化后數(shù)據(jù)的銳化模塊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述銳化裝置，其特征在于： 所述系數(shù)向量計算模塊用于根據(jù)五階變換矩陣對所述鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域變換處理并 計算得出所述系數(shù)向量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述銳化裝置，其特征在于： 所述子濾波加權(quán)系數(shù)的數(shù)量為至少三個； 所述子濾波加權(quán)系數(shù)計算模塊用于根據(jù)所述系數(shù)向量和所述系數(shù)向量的多個分量分 別計算得出多個所述子濾波加權(quán)系數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述銳化裝置，其特征在于： 所述子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)的數(shù)量為至少三個； 所述濾波模塊包括 將所述鄰域數(shù)據(jù)點乘于一個所述子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)并計算得出點乘數(shù)據(jù)的點乘模 塊； 將所述點乘數(shù)據(jù)乘以所述子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)對應(yīng)的子濾波加權(quán)系數(shù)并計算得出子 濾波后數(shù)據(jù)的乘積模塊； 將多個所述子濾波脈沖響應(yīng)函數(shù)對應(yīng)計算得出的多個子濾波后數(shù)據(jù)進(jìn)行求和并計算 得出所述濾波后數(shù)據(jù)的求和模塊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述銳化裝置，其特征在于： 所述銳化加權(quán)值計算模塊用于 將所述鄰域數(shù)據(jù)點乘于所述子濾波加權(quán)系數(shù)的結(jié)果進(jìn)行求和并計算得出銳化初始數(shù) 據(jù)； 將所述權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)除于所述權(quán)值調(diào)節(jié)參數(shù)與所述銳化初始數(shù)據(jù)的絕對值之和值并 計算得出所述銳化加權(quán)值。
【文檔編號】H04N5/21GK104486533SQ201410856905
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】張學(xué)敬, 張建輝, 趙勃 申請人:珠海全志科技股份有限公司