影像強(qiáng)化系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種影像強(qiáng)化系統(tǒng)及方法，包含高通濾波器，用以通過輸入影像的高頻空間成分，以產(chǎn)生高通影像；加法器，將高通影像加至輸入影像，以形成強(qiáng)化影像；及過度強(qiáng)化偵測單元，用以偵測輸入影像趨向過沖或下沖的傾向。使用過度強(qiáng)化偵測單元的輸出，用以防止強(qiáng)化影像的過沖或下沖。
【專利說明】影像強(qiáng)化系統(tǒng)及方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種影像強(qiáng)化系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種影像強(qiáng)化系統(tǒng)及方法，其可強(qiáng)化影像但不會(huì)造成過度強(qiáng)化。
【背景技術(shù)】
[0002]影像經(jīng)常會(huì)經(jīng)由影像處理技術(shù)以進(jìn)行強(qiáng)化，用以增強(qiáng)對比或偵測邊緣。舉例而言，首先萃取原始影像的高頻空間(spatial)成分，再將其加至原始影像以得到強(qiáng)化影像。圖1A顯示原始信號的波形示意圖，且圖1B顯示萃取信號的波形示意圖。當(dāng)萃取信號(圖1B)被加至原始信號(圖1A)，可得到強(qiáng)化信號，如圖1C所示。然而，如圖1C所例示，強(qiáng)化信號經(jīng)常會(huì)發(fā)生過沖(overshoot)或下沖(undershoot)現(xiàn)象，因而顯示出顯著(高亮度)白或黑。具有顯著白或黑的強(qiáng)化影像會(huì)降低影像質(zhì)量，甚至造成觀者的干擾。
[0003]因此亟需提出一種新穎系統(tǒng)及方法，于進(jìn)行影像強(qiáng)化的同時(shí)，可防止過沖或下沖的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種新的影像強(qiáng)化系統(tǒng)及方法，在執(zhí)行影像強(qiáng)化時(shí)，借由降低過沖或下沖以提高影像質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其包含:高通濾波器，用以通過輸入影像的高頻空間成分，以產(chǎn)生高通影像；加法器，將該高通影像加至該輸入影像，以形成強(qiáng)化影像；及過度強(qiáng)化偵測單元，用以偵測該輸入影像趨向過沖或下沖的傾向；其中該過度強(qiáng)化偵測單元的輸出用以防止該強(qiáng)化影像的過沖或下沖。
[0006]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0007]前述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其中所述的高通濾波器包含高通屏蔽，其覆蓋于相同大小的滑動(dòng)窗口的像素上，將像素乘以該高通屏蔽的相應(yīng)系數(shù)，再將所有相乘結(jié)果加起來。
[0008]前述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其中所述的過度強(qiáng)化偵測單元執(zhí)行以下步驟:決定滑動(dòng)窗口內(nèi)的最大值及最小值；將該最大值至該最小值的范圍區(qū)分為多個(gè)區(qū)域，其中包含有該最大值的區(qū)域記為過區(qū)域，而包含有該最小值的區(qū)域記為下區(qū)域；及計(jì)數(shù)字于該過區(qū)域的像素，以得到過總和，并計(jì)數(shù)字于該下區(qū)域的像素，以得到下總和。
[0009]前述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其還包含箝位單元，其根據(jù)該過總和或該下總和以限制該
強(qiáng)化影像。
[0010]前述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其中當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)臨界值時(shí)，該箝位單元將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)灰階范圍內(nèi)。
[0011]前述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其中當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)第一臨界值時(shí)，該箝位單元將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)第一灰階范圍內(nèi)；當(dāng)該過總和或該下總和小于該預(yù)設(shè)第一臨界值但大于預(yù)設(shè)第二臨界值時(shí)，該箝位單元將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)第二灰階范圍內(nèi)，其中該第二灰階范圍大于該第一灰階范圍。
[0012]前述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其還包含乘法器，其根據(jù)該過總和或該下總和以調(diào)整該高
通影像。
[0013]前述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其中所述的高通影像借由該乘法器乘以一個(gè)比例值，該比例值的大小取決于該過總和或該下總和。
[0014]前述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其還包含:箝位單元，其根據(jù)該過總和或該下總和以限制該強(qiáng)化影像；及乘法器，其根據(jù)該過總和或該下總和以調(diào)整該高通影像。
[0015]前述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其中當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)臨界值時(shí)，該箝位單元將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)灰階范圍內(nèi)；且該高通影像借由該乘法器乘以一個(gè)比例值，該比例值的大小取決于該過總和或該下總和。
[0016]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種影像強(qiáng)化方法，其包含:通過輸入影像的高頻空間成分，以產(chǎn)生高通影像；將該高通影像加至該輸入影像，以形成強(qiáng)化影像；執(zhí)行過度強(qiáng)化偵測步驟，用以偵測該輸入影像趨向過沖或下沖的傾向；及使用該過度強(qiáng)化偵測步驟的輸出，用以防止該強(qiáng)化影像的過沖或下沖。
[0017]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0018]前述的影像強(qiáng)化方法，其中所述的高通影像產(chǎn)生步驟包含:以高通屏蔽覆蓋于相同大小的滑動(dòng)窗口的像素上；將像素乘以該高通屏蔽的相應(yīng)系數(shù)；及將所有相乘結(jié)果加起來。
[0019]前述的影像強(qiáng)化方法，其中所述的過度強(qiáng)化偵測步驟包含以下次步驟:決定滑動(dòng)窗口內(nèi)的最大值及最小值；將該最大值至該最小值的范圍區(qū)分為多個(gè)區(qū)域，其中包含有該最大值的區(qū)域記為過區(qū)域，而包含有該最小值的區(qū)域記為下區(qū)域；及計(jì)數(shù)字于該過區(qū)域的像素，以得到過總和，并計(jì)數(shù)字于該下區(qū)域的像素，以得到下總和。
[0020]前述的影像強(qiáng)化方法，其還包含箝位步驟，其根據(jù)該過總和或該下總和以限制該強(qiáng)化影像。
[0021]前述的影像強(qiáng)化方法，其中當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)臨界值時(shí)，該箝位步驟將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)灰階范圍內(nèi)。
[0022]前述的影像強(qiáng)化方法，其中當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)第一臨界值時(shí)，該箝位步驟將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)第一灰階范圍內(nèi)；當(dāng)該過總和或該下總和小于該預(yù)設(shè)第一臨界值但大于預(yù)設(shè)第二臨界值時(shí)，該箝位步驟將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)第二灰階范圍內(nèi)，其中該第二灰階范圍大于該第一灰階范圍。
[0023]前述的影像強(qiáng)化方法，其還包含乘法步驟，其根據(jù)該過總和或該下總和以調(diào)整該
高通影像。
[0024]前述的影像強(qiáng)化方法，其中所述的高通影像借由該乘法步驟乘以一個(gè)比例值，該比例值的大小取決于該過總和或該下總和。
[0025]前述的影像強(qiáng)化方法，其還包含:箝位步驟，其根據(jù)該過總和或該下總和以限制該強(qiáng)化影像；及乘法步驟，其根據(jù)該過總和或該下總和以調(diào)整該高通影像。
[0026]前述的影像強(qiáng)化方法，其中當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)臨界值時(shí)，該箝位步驟將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)灰階范圍內(nèi)；且該高通影像借由該乘法步驟乘以一個(gè)比例值，該比例值的大小取決于該過總和或該下總和。
[0027]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明影像強(qiáng)化系統(tǒng)及方法至少具有在執(zhí)行影像強(qiáng)化時(shí)，可借由降低過沖或下沖以提高影像質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)。
[0028]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1A顯示原始信號的波形示意圖。
[0030]圖1B顯示萃取信號的波形示意圖。
[0031]圖1C顯示強(qiáng)化信號的波形示意圖。
[0032]圖2顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的影像強(qiáng)化系統(tǒng)的方框圖。
[0033]圖3例示高通屏蔽。
[0034]圖4A顯示圖2的過度強(qiáng)化偵測單元于進(jìn)行過度強(qiáng)化偵測的方法流程圖。
[0035]圖4B顯示圖4A的方法的示意圖。
[0036]圖5顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的影像強(qiáng)化系統(tǒng)的方框圖。
[0037]圖6顯示本發(fā)明·第三實(shí)施例的影像強(qiáng)化系統(tǒng)的方框圖。
[0038]【主要組件符號說明】
[0039]200:影像強(qiáng)化系統(tǒng)500:影像強(qiáng)化系統(tǒng)
[0040]600:影像強(qiáng)化系統(tǒng)21:高通濾波器
[0041]22:加法器23:過度強(qiáng)化偵測單元
[0042]231-233:步驟24:箝位單元
[0043]25:乘法器
【具體實(shí)施方式】
[0044]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的影像強(qiáng)化系統(tǒng)及方法其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0045]圖2顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的影像強(qiáng)化系統(tǒng)200的方框圖。本實(shí)施例的影像強(qiáng)化系統(tǒng)200可用以強(qiáng)化影像，但不會(huì)造成過度強(qiáng)化(亦即，過沖或下沖)。
[0046]在本實(shí)施例中，影像強(qiáng)化系統(tǒng)200包含高通濾波器(HPF) 21，用以讓輸入影像當(dāng)中，高于預(yù)設(shè)截止頻率的高頻空間成分可以通過，而衰減其余的低頻空間成分。圖3例示高通屏蔽(mask)或滑動(dòng)窗口，其中心的系數(shù)為9，其余位置的系數(shù)為-1。將高通屏蔽覆蓋于相同大小的滑動(dòng)窗口的像素上，將像素乘以相應(yīng)系數(shù)，再將所有相乘結(jié)果加起來。高通濾波器21所產(chǎn)生的高通影像被饋至加法器22。該加法器22將高通影像與輸入影像相加，以產(chǎn)生強(qiáng)化影像。
[0047]影像強(qiáng)化系統(tǒng)200還包含過度強(qiáng)化偵測單元23，其可偵測輸入影像趨向過沖或下沖的傾向。圖4A顯示過度強(qiáng)化偵測單元23于進(jìn)行過度強(qiáng)化偵測的方法流程圖。于步驟231，如圖4B所示，首先決定滑動(dòng)窗口內(nèi)最大值(Max)(在本實(shí)施例中代表亮度值)及最小值(Min)。接下來，于步驟232，將最大值(Max)至最小值(Min)的范圍區(qū)分為多個(gè)區(qū)域，其中包含有最大值(Max)的區(qū)域記為過區(qū)域(over-section),而包含有最小值(Min)的區(qū)域記為下區(qū)域(under-section)。最后，于步驟233，計(jì)數(shù)字于過區(qū)域的像素，以得到過總和(over-sum);并計(jì)數(shù)字于下區(qū)域的像素，以得到下總和(under-sum)。
[0048]本實(shí)施例的影像強(qiáng)化系統(tǒng)200使用箝位(clamp)單元24，當(dāng)過總和或下總和顯示可能發(fā)生過沖或下沖時(shí)，箝位單元24會(huì)限制強(qiáng)化影像。在一例子中，當(dāng)過總和或下總和大于預(yù)設(shè)臨界值時(shí)，箝位單元24將強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)灰階范圍內(nèi)。在另一例子中，當(dāng)過總和或下總和大于預(yù)設(shè)第一臨界值時(shí)，箝位單元24將強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)第一灰階范圍內(nèi)；當(dāng)過總和或下總和小于預(yù)設(shè)第一臨界值但大于預(yù)設(shè)第二臨界值時(shí)，箝位單元24將強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)第二灰階范圍(其大于第一灰階范圍)內(nèi)。相較于前一例子，本例子的箝位量不會(huì)發(fā)生突然的改變。
[0049]圖5顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的影像強(qiáng)化系統(tǒng)500的方框圖。本實(shí)施例類似于第一實(shí)施例(圖2)，不同的地方如下所述。當(dāng)過度強(qiáng)化偵測單元23的過總和或下總和顯示過沖或下沖可能發(fā)生時(shí)，本實(shí)施例使用乘法器25以調(diào)整高通影像(而非使用箝位單元24以調(diào)整強(qiáng)化影像)。其中，高通影像(借由乘法器25)乘以一個(gè)比例(scale)值，該比例值的大小取決于過總和或下總和。一般來說，過總和或下總和愈小，則比例值愈大。
[0050]圖6顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的影像強(qiáng)化系統(tǒng)600的方框圖。本實(shí)施例同時(shí)使用第一實(shí)施例(圖2)及第二實(shí)施例(圖5)的機(jī)制。換句話說，使用箝位單元24以限制強(qiáng)化影像，并根據(jù)過總和或下總和，使用乘法器25以調(diào)整高通影像。
[0051]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于其包含: 高通濾波器，用以通過輸入影像的高頻空間成分，以產(chǎn)生高通影像； 加法器，將該高通影像加至該輸入影像，以形成強(qiáng)化影像 '及 過度強(qiáng)化偵測單元，用以偵測該輸入影像趨向過沖或下沖的傾向； 其中該過度強(qiáng)化偵測單元的輸出用以防止該強(qiáng)化影像的過沖或下沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于該高通濾波器包含高通屏蔽，其覆蓋于相同大小的滑動(dòng)窗口的像素上，將像素乘以該高通屏蔽的相應(yīng)系數(shù)，再將所有相乘結(jié)果加起來。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于該過度強(qiáng)化偵測單元執(zhí)行以下步驟: 決定滑動(dòng)窗口內(nèi)的最大值及最小值； 將該最大值至該最小值的范圍區(qū)分為多個(gè)區(qū)域，其中包含有該最大值的區(qū)域記為過區(qū)域，而包含有該最小值的區(qū)域記為下區(qū)域；及 計(jì)數(shù)字于該過區(qū)域的像 素，以得到過總和，并計(jì)數(shù)字于該下區(qū)域的像素，以得到下總和。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于其還包含箝位單元，其根據(jù)該過總和或該下總和以限制該強(qiáng)化影像。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)臨界值時(shí)，該箝位單元將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)灰階范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)第一臨界值時(shí)，該箝位單元將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)第一灰階范圍內(nèi)；當(dāng)該過總和或該下總和小于該預(yù)設(shè)第一臨界值但大于預(yù)設(shè)第二臨界值時(shí)，該箝位單元將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)第二灰階范圍內(nèi)，其中該第二灰階范圍大于該第一灰階范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于其還包含乘法器，其根據(jù)該過總和或該下總和以調(diào)整該高通影像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于該高通影像借由該乘法器乘以一個(gè)比例值，該比例值的大小取決于該過總和或該下總和。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于其還包含: 箝位單元，其根據(jù)該過總和或該下總和以限制該強(qiáng)化影像；及 乘法器，其根據(jù)該過總和或該下總和以調(diào)整該高通影像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的影像強(qiáng)化系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)臨界值時(shí)，該箝位單元將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)灰階范圍內(nèi)；且該高通影像借由該乘法器乘以一個(gè)比例值，該比例值的大小取決于該過總和或該下總和。
11.一種影像強(qiáng)化方法，其特征在于其包含: 通過輸入影像的高頻空間成分，以產(chǎn)生高通影像； 將該高通影像加至該輸入影像，以形成強(qiáng)化影像； 執(zhí)行過度強(qiáng)化偵測步驟，用以偵測該輸入影像趨向過沖或下沖的傾向；及 使用該過度強(qiáng)化偵測步驟的輸出，用以防止該強(qiáng)化影像的過沖或下沖。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的影像強(qiáng)化方法，其特征在于該高通影像產(chǎn)生步驟包含:以高通屏蔽覆蓋于相同大小的滑動(dòng)窗口的像素上； 將像素乘以該高通屏蔽的相應(yīng)系數(shù)；及 將所有相乘結(jié)果加起來。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的影像強(qiáng)化方法，其特征在于該過度強(qiáng)化偵測步驟包含以下次步驟: 決定滑動(dòng)窗口內(nèi)的最大值及最小值； 將該最大值至該最小值的范圍區(qū)分為多個(gè)區(qū)域，其中包含有該最大值的區(qū)域記為過區(qū)域，而包含有該最小值的區(qū)域記為下區(qū)域 '及 計(jì)數(shù)字于該過區(qū)域的像素，以得到過總和，并計(jì)數(shù)字于該下區(qū)域的像素，以得到下總和。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的影像強(qiáng)化方法，其特征在于其還包含箝位步驟，其根據(jù)該過總和或該下總和以限制該強(qiáng)化影像。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的影像強(qiáng)化方法，其特征在于當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)臨界值時(shí)，該箝位步驟將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)灰階范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求 14所述的影像強(qiáng)化方法，其特征在于當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)第一臨界值時(shí)，該箝位步驟將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)第一灰階范圍內(nèi)；當(dāng)該過總和或該下總和小于該預(yù)設(shè)第一臨界值但大于預(yù)設(shè)第二臨界值時(shí)，該箝位步驟將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)第二灰階范圍內(nèi)，其中該第二灰階范圍大于該第一灰階范圍。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的影像強(qiáng)化方法，其特征在于其還包含乘法步驟，其根據(jù)該過總和或該下總和以調(diào)整該高通影像。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的影像強(qiáng)化方法，其特征在于該高通影像借由該乘法步驟乘以一個(gè)比例值，該比例值的大小取決于該過總和或該下總和。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的影像強(qiáng)化方法，其特征在于其還包含: 箝位步驟，其根據(jù)該過總和或該下總和以限制該強(qiáng)化影像；及 乘法步驟，其根據(jù)該過總和或該下總和以調(diào)整該高通影像。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的影像強(qiáng)化方法，其特征在于當(dāng)該過總和或該下總和大于預(yù)設(shè)臨界值時(shí)，該箝位步驟將該強(qiáng)化影像限制于預(yù)設(shè)灰階范圍內(nèi)；且該高通影像借由該乘法步驟乘以一個(gè)比例值，該比例值的大小取決于該過總和或該下總和。
【文檔編號】G06T5/00GK103593824SQ201210294851
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月17日
【發(fā)明者】陳翠琴, 蔡金融 申請人:承景科技股份有限公司, 奇景光電股份有限公司