專利名稱：Tft-lcd彩色顯示的圖像銳化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像銳化方法，特別是應(yīng)用于小尺寸TFT-LCD彩色顯示的圖像銳化方法。
背景技術(shù)：
參照圖3，文獻"專利公開號是CN1812475A的中國專利"公開了一種圖像銳化方法及裝 置。該圖像銳化方法使用了一個非線性視覺函數(shù)，根據(jù)當(dāng)前像素與其周圍相鄰的每一像素間 的灰度差值，決定當(dāng)前像素的多個銳化灰度增加量，再將每一個銳化灰度增加量相加，得到 總的銳化灰度增加量，將此總的銳化灰度增加量與當(dāng)前像素的灰度值相加，最終得到當(dāng)前像 素的銳化后灰度值。具體過程描述如下
假定E為要處理的當(dāng)前像素點，A、 B、 C、 D、 F、 G、 H、 I為當(dāng)前像素點E周圍的8個相 鄰像素點，^￡.為當(dāng)前像素點的灰度值。首先計算當(dāng)前像素與其相鄰的每一像素間的灰度差值， 即IA-xj， IA-ai， IUci， IHJ， IHI，XG|， HAI，
然后，根據(jù)非線性函數(shù)，使用上面得到的灰度差值，分別得到灰度值增加量A^， AZS， Mt.， AID， MF， ALe， M,。為了避免出現(xiàn)噪聲干擾的問題，當(dāng)處理像素點E時，
需要考慮左右相鄰像素點D和F，上下相鄰像素點B和H以及對角線上相鄰的像素點G、 C和 A、 I間的灰度值差。以像素點E的左右相鄰像素點D和F為例，當(dāng)|義。-XJ〈AZ^w，則令
像素點E對應(yīng)像素點D和F的銳化灰度增加量MD = AZF = A￡,d ，其中AZ*d的預(yù)設(shè)值為0。
ALwto/ ￡ = A!] + ALS + ALC + ALD + ALF + AIG + ALH + ALj o最后，計算銳化處理后像素
E ^ ￡ = X五+ AItoto/j 。 .
但是，該圖像銳化方法存在以下缺陷第一，在計算灰度值增加量時，需要考慮當(dāng)前像 素點周圍的8個像素點。由于TFT-LCD驅(qū)動控制芯片在接收圖像數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)輸入接口是逐 點逐行接收像素點灰度數(shù)據(jù)的，如果要通過計算當(dāng)前像素點周圍8個像素點的灰度數(shù)據(jù)來得 到灰度差值，則在TFT-LCD驅(qū)動控制芯片內(nèi)需要緩存3行圖像像素點的灰度值。這樣， 一方 面會導(dǎo)致消耗大量的存儲空間，另一方面還會導(dǎo)致計算量增加，不適合于單片集成TFT-LCD 驅(qū)動控制芯片內(nèi)部實現(xiàn)。第二，該銳化方法使用非線性視覺函數(shù)對灰度差值進行處理，然而， 人眼對于灰度值變化的敏感程度是隨著灰度背景的亮度變化的，為了使整幅圖像得到明顯的 銳化效果，需要使用根據(jù)人眼視覺系統(tǒng)特性得出的非線性函數(shù)。第三，該銳化方法并未解決 圖像銳化后出現(xiàn)的色彩失真問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)圖像銳化方法存儲量和計算量大的不足，本發(fā)明提供一種TFT-LCD彩色顯示的圖像銳化方法，僅以5個像素點為一處理單元，可以降低存儲量和計算量。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案 一種TFT-LCD彩色顯示的圖像銳化方法，其特點在于包括下述步驟-
(a) 設(shè)像素點A、 B、 C、 D、 E為圖像某行中相鄰的五個像素點，它們組成一個像素處理單元，像素點C是要進行銳化處理的當(dāng)前像素點；
(b) 采用下式
A =[(CS 、) + (Cfi -5R) + (Cfl+ -五』/4，H-々)+ (Cg-^) + (Cg-Dg) + (Cg-￡G)]/4，A = [(Cs -毛)+ (CB - A) + (Cs - A) + (CB - &)〗/ 4 ，分別計算像素點C的R、 G、 B各分量的灰度值增加量Z,、 Z6、 ZB;
式中下標(biāo)R表示各像素點的紅色分量，G表示各像素點的綠色分量，B表示各像素點的藍色分量；
(c) 根據(jù)像素點C的R、 G、 B各分量的灰度值x的大小，采用下式5 「 10 、
12 〔1131
(x — 113)z +1
L219
(jc-255) + 1
當(dāng)x〈127時當(dāng)x^l27時
分別計算各分量的銳化因子;^、 ；te、 ；is;
(d) 通過使用銳化強度寄存器"來進一步調(diào)整銳化因子，得到新的紅色分量銳化因子義《="*;^，新的綠色分量銳化因子;iG =a*Ae，新的藍色分量銳化因子;1'8="*;^;
(e) 根據(jù)當(dāng)前像素點的灰度變化程度，分為平坦到急劇五個區(qū)域，對不同區(qū)域采用不同的縮放因子/ ;縮放因子/ 的計算公式為
K = max( ZK ， ZG , Zfi )，
1,F<20
1/2，20 S F < 40
1/440 S 7 < 80
1/8
1/16
0
式中，V是當(dāng)前像素點的灰度變化最大值，T—LOW和T—HIGH為兩個寄存器的值；
(f)計算最終的銳化因子/1'="*〃*/1(^，然后將義'"A'g、 ；U分別與ZK、 &、 Zs
5相乘，得到當(dāng)前像素點C的R、 G、 B各分量的新的灰度值增加量Zw， Zc， Zs;
(g)采用能量色散濾波器對當(dāng)前像素點C的各個子像素灰度值增加量進行調(diào)整，其計
算公式為7 =<formula>formula see original document page 6</formula>，式中，&， &， ^分別為使用能量色散濾波器處
理后得到的當(dāng)前像素點C的R、 G、 B各分量的灰度值增加量；
(h)將&， &， 1^分別與Q， Ce， Q相加，別得到當(dāng)前像素點C銳化后的灰度值的
紅色分量&=&+<^，綠色分量&=1^+<^，藍色分量&=1;+<^。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明僅以5個像素點為一個處理單元，占用存儲空間小、計算量小，尤其適應(yīng)于小尺寸TFT-LCD彩色顯示，易于在單片集成TFT-LCD驅(qū)動控制芯片內(nèi)實現(xiàn)；由于使用銳化因子和縮放因子計算灰度值增加量，降低了銳化后圖像的噪聲，減輕了灰度值溢出現(xiàn)象；通過考慮人眼視覺特性，使得銳化后圖像不僅具有明顯的銳化效果，而且降低了銳化噪聲；通過使用能量色散濾波器，顯著改善了銳化后圖像的色彩失真現(xiàn)象。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。


圖1是本發(fā)明圖像銳化方法5xl像素處理單元示意圖。圖2為本發(fā)明圖像銳化方法流程圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)圖像銳化方法3x3像素點圖像處理單元示意圖。
具體實施例方式
參照圖1 2，圖中，A、 B、 C、 D、 E為圖像某行中相鄰的五個像素點，它們組成一個像素處理單元，像素點C為要處理的當(dāng)前像素點。
在步驟410中，通過(1)式可以得到像素點C的紅色分量R的灰度值增加量Zr其中^、 BR、 Q、 IV ^分別為像素點A、 B、 C、 D、 E的紅色分量R的灰度值；
Zs=U + (CsD + (C「DJ + (C「￡ff)]/4 (1)
同理，使用(2)式和(3)式可以分別得到像素點C的綠色分量G和藍色分量B的灰度增加值Ze和^，其中4j、 &、 Cc、 D6、 ^j分別為像素點A、 B、 C、 D、 E的綠色分量G的灰度
值，^、 ^、 Cs、 A、 ^分別為像素點A、 B、 C、 D、 E的藍色分量B的灰度值。
ZG = [(CG - JG) + (CG - A) + (Cc - DG) + (CG - ￡』/ 4
6
(2)<formula>formula see original document page 7</formula>
本發(fā)明提出的圖像銳化方法考慮了人眼視覺系統(tǒng)(Human Visual System: HSV)的特性，以使整幅圖像得到更好的銳化效果。人眼對于一幅圖像中的不同亮度區(qū)域亮度值的變化有著不同的敏感程度，相比高亮度和低亮度區(qū)域，人眼對于中間亮度區(qū)域灰度值的變化更加敏感。在圖像的高、低亮度區(qū)域，人眼很難察覺到較小的灰度值變化，因此需要使用較大的銳化因子義來得到明顯的銳化效果；相反，由于人眼對圖像的中等亮度區(qū)域灰度值變化較為敏感，所以在這種區(qū)域需要采用較小的銳化因子/l ，以避免放大圖像噪聲。
在步驟420中，采用(4)式來計算銳化因子/l:
其中x為原始輸入圖像的灰度值。
例如，計算像素點C的紅色分量R，綠色分量G，藍色分量B的銳化因子時，采用上式可
以分別得到紅色分量銳化因子;^，綠色分量銳化因子/^，藍色分量銳化因子義s。在步驟
430中，還可以通過使用銳化強度寄存器a來進一步調(diào)整銳化因子，從而得到新的紅色分量
銳化因子;^="*;^，綠色分量銳化因子/iG ="*;ie，藍色分量銳化因子>^二"*義6。
如果直接將以上銳化因子/iw, ;t'G,/Is分別與Z^， Za， Zs相乘得到的灰度值增量與當(dāng)
前像素各個子像素的灰度值相加，得到最終銳化后的灰度值，則會產(chǎn)生較明顯的灰度值溢出
現(xiàn)象。為了消除這種現(xiàn)象，在步驟440中，通過使用縮放因子々，分別針對灰度變化從平坦到急劇的五種圖像區(qū)域采用不同程度的銳化強度，較好地解決了灰度值溢出問題。縮放因子y^
由(5)式和(6)式計算得出。
F = max( , |ZG| , |ZB| ) (5)
80 W<160
20 S F < 40
40《F < 80這里Z,、 Ze、 Z^分別是利用(1)式、(2)式、(3)式得到的灰度值增加量，V是當(dāng)前像素點的灰度變化最大值，T—LOW和T—HIGH為兩個寄存器值的值。
在步驟450中，計算出最終的銳化因子；l'="*^*;i(x)，然后將義《、 ；Ig、義、分別
與Zr Z6、 Zb相乘，即可得到當(dāng)前像素3個子像素的新的灰度值增加量Z'h Zc， Zs。
在步驟460中，采用能量色散濾波器對當(dāng)前像素c的各個子像素灰度值增加量進行調(diào)整，其處理過程如(7)式所示。
1_522 —
Zg
yG252
1225 _
其中，&， &， ^分別為使用能量色散濾波器處理后得到的各個子像素點R， G， B的灰度
增加量。本發(fā)明通過使用能量色散濾波器，將銳化圖像邊緣的子像素的能量按一定比例分配到其他子像素中，如同把一種顏色的圖像邊緣分配到了其他顏色的圖像邊緣中。通過使用能量色散濾波器可以使每一種顏色得到相同強度的邊緣增強效果。這樣，當(dāng)對圖像進行銳化處理時，就不會改變原始圖像的色彩平衡，從而可以避免銳化后的圖像出現(xiàn)色彩失真的現(xiàn)象。
最終，在步驟470中，將&， &， ^分別與c^， ce， q相加，即可分別得到當(dāng)前像素點銳化后的灰度值的紅色分量& = & + q ，綠色分量￡c = & + ce ，藍色分量& = & + cs 。
8
權(quán)利要求
1、一種TFT-LCD彩色顯示的圖像銳化方法，其特征在于包括以下步驟(a)設(shè)像素點A、B、C、D、E為圖像某行中相鄰的五個像素點，它們組成一個像素處理單元，像素點C是要進行銳化處理的當(dāng)前像素點；(b)采用下式ZR＝[(CR-AR)+(CR-BR)+(CR-DR)+(CR-ER)]/4，ZG＝[(CG-AG)+(CG-BG)+(CG-DG)+(CG-EG)]/4，ZB＝[(CB-AB)+(CB-BB)+(CB-DB)+(CB-EB)]/4，分別計算像素點C的R、G、B各分量的灰度值增加量ZR、ZG、ZB；式中下標(biāo)R表示各像素點的紅色分量，G表示各像素點的綠色分量，B表示各像素點的藍色分量；(c)根據(jù)像素點C的R、G、B各分量的灰度值x的大小，采用下式分別計算各分量的銳化因子λR、λG、λB；(d)通過使用銳化強度寄存器α來進一步調(diào)整銳化因子，得到新的紅色分量銳化因子λ′R＝α*λR，新的綠色分量銳化因子λ′G＝α*λG，新的藍色分量銳化因子λ′B＝α*λB；(e)根據(jù)當(dāng)前像素點的灰度變化程度，分為平坦到急劇五個區(qū)域，對不同區(qū)域采用不同的縮放因子β；縮放因子β的計算公式為式中，V是當(dāng)前像素點的灰度變化最大值，T_LOW和T_HIGH為兩個寄存器的值；(f)計算最終的銳化因子λ′＝α*β*λ(x)，然后將λ′R、λ′G、λ′B分別與ZR、ZG、ZB相乘，得到當(dāng)前像素點C的R、G、B各分量的新的灰度值增加量Z′R，Z′G，Z′B；(g)采用能量色散濾波器對當(dāng)前像素點C的各個子像素灰度值增加量進行調(diào)整，其計算公式為 id="icf0003" file="A2009100235910003C1.tif" wi="52" he="20" top= "31" left = "42" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>式中，YR，YG，YB分別為使用能量色散濾波器處理后得到的當(dāng)前像素點C的R、G、B各分量的灰度值增加量；(h)將YR，YG，YB分別與CR，CG，CB相加，分別得到當(dāng)前像素點C銳化后的灰度值的紅色分量ER＝Y(jié)R+CR，綠色分量EG＝Y(jié)G+CG，藍色分量EB＝Y(jié)B+CB。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TFT-LCD彩色顯示的圖像銳化方法，以一行中相鄰的5個像素點為一處理單元，可以降低存儲量和計算量，尤其適應(yīng)于小尺寸TFT-LCD彩色顯示，易于在單片集成TFT-LCD驅(qū)動控制芯片內(nèi)實現(xiàn)。考慮了人眼的視覺特性，根據(jù)像素點的灰度值大小計算銳化因子，降低了圖像銳化噪聲；采用縮放因子，針對灰度變化從平坦到急劇的五種圖像區(qū)域采用不同程度的銳化強度，較好地解決了灰度值溢出問題；通過使用能量色散濾波器，顯著改善了銳化后圖像的色彩失真現(xiàn)象。
文檔編號G09G3/36GK101667405SQ20091002359
公開日2010年3月10日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者凱 孫, 博 李, 濤 袁, 郭振華, 魏廷存 申請人:西安龍騰微電子科技發(fā)展有限公司