專利名稱：圖像處理裝置和圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)示例性實施例的裝置和方法涉及一種圖像處理裝置和圖像處理方法，以及更具體地，涉及一種提高輸入三維(3D)圖像的清晰度的圖像處理裝置和圖像處理方法。
背景技術(shù)：
圖像處理裝置從外部圖像供應(yīng)源接收圖像信號，處理圖像信號，并且在執(zhí)行一系列處理操作之后輸出圖像信號。在這些圖像處理操作中，細節(jié)增強通常用于數(shù)字視頻系統(tǒng)，并且執(zhí)行細節(jié)增強以提高圖像的清晰度。細節(jié)增強可以從圖像信號提取高頻分量或低頻分量，加強提取的頻率分量，并將其添加到原始圖像中，從而提高圖像的清晰度。隨著視頻技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)了向用戶提供3D視覺效果的3D顯示器。這種3D顯示器技術(shù)的主流在用戶佩戴3D眼鏡時向用戶提供3D效果，其中3D眼鏡允許用戶利用其左眼和右眼相應(yīng)地觀看左眼圖像和右眼圖像。眼鏡型3D顯示器同時輸出左眼圖像和右眼圖像。如果通常用于2D圖像的細節(jié)增強算法應(yīng)用于3D圖像，則難以精確計算和按照期望提高圖像的清晰度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，一個或多個示例性實施例提供了 一種圖像處理裝置和圖像處理方法，其提高了 3D圖像的清晰度。根據(jù)示例性實施例的一個方面，一種圖像處理裝置包括:圖像接收機，接收圖像信號；圖像格式檢測器，檢測接收的圖像信號的格式；圖像處理器，提高接收的圖像信號的清晰度；以及控制器，控制圖像處理器以便當檢測到的圖像信號的格式包括在單個屏幕中同時顯示左眼圖像和右眼圖像的3D圖像時，根據(jù)檢測到的圖像信號的格式來提高左眼圖像和右眼圖像的清晰度。控制器可以控制圖像處理器以便根據(jù)左眼圖像和右眼圖像的布置來提高清晰度。檢測到的圖像信號的格式可以包括并排格式和上下格式之一。圖像處理器可以包括峰化濾波器，其調(diào)整圖像信號在預(yù)定頻帶中的增益?？刂破骺梢愿鶕?jù)檢測到的圖像信號的格式來調(diào)整峰化濾波器的系數(shù)和調(diào)整增益的預(yù)定頻帶。圖像處理裝置還可以包括圖像分析器，其分析圖像信號的平均圖像電平(APL)、噪聲、平坦度和復(fù)雜度中的至少一個，以提高圖像信號的清晰度?？刂破骺梢钥刂茍D像分析器以便當圖像信號的格式包括并排格式時分析沿橫向方向的一半圖像，以及控制器可以控制圖像分析器以便當圖像信號的格式包括上下格式時分析沿垂直方向的一半圖像。根據(jù)另一示例性實施例的一個方面，一種圖像處理方法包括:接收圖像信號；檢測接收的圖像信號的格式；以及如果檢測到的圖像信號的格式包括在單個屏幕中同時顯示左眼圖像和右眼圖像的3D圖像，則根據(jù)檢測到的圖像信號的格式來提高左眼圖像和右眼圖像的清晰度。提高清晰度可以包括根據(jù)左眼圖像和右眼圖像的布置來提高清晰度。檢測到的圖像信號的格式可以包括并排格式和上下格式之一。提高清晰度還可以包括通過應(yīng)用峰化濾波器來提高清晰度，其中，峰化濾波器調(diào)整圖像信號在預(yù)定頻帶中的增益。圖像處理方法還可以包括根據(jù)檢測到的圖像信號的格式來調(diào)整峰化濾波器的系數(shù)和調(diào)整增益的預(yù)定頻帶。圖像處理方法還可以包括分析圖像信號的平均圖像電平(APL)、噪聲、平坦度和復(fù)雜度中的至少一個，以提高圖像信號的清晰度。分析圖像還可以包括:當檢測到的圖像信號的格式包括并排格式時，分析沿橫向方向的一半圖像，以及當檢測到的圖像信號的格式包括上下格式時，分析沿垂直方向的一半圖像。


通過結(jié)合附圖的示例性實施例的以下描述，上述和/其它方面將變得顯而易見，并且更容易理解，其中:圖1演示了用于提高圖像處理裝置的清晰度的細節(jié)增強模塊的框圖；圖2是根據(jù)示例性實施例的圖像處理裝置的控制框圖；圖3是根據(jù)示例性實施例的圖像處理方法的第一控制流程圖；圖4是根據(jù)示例性實施例的圖像處理方法的第二控制流程圖；圖5是根據(jù)示例性實施例的圖像處理方法的第三控制流程圖。
具體實施例方式為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實現(xiàn)，將在下文中參考附圖詳細地描述示例性實施例?？梢栽诓幌拗朴诒疚乃鍪纠詫嵤├那闆r下以多種形式實現(xiàn)示例性實施例。為了清楚起見，省略公知部件的描述，并且貫穿全文，相同參考數(shù)字是指相同元件。圖1示出了用于提高圖像處理裝置的清晰度的細節(jié)增強模塊的框圖。如圖1所示，圖像處理裝置經(jīng)由細節(jié)增強模塊100對輸入的圖像信號執(zhí)行細節(jié)增強。細節(jié)增強模塊提高了由細節(jié)增強模塊處理的輸入圖像信號的清晰度。細節(jié)增強模塊100包括分析模塊110和峰化模塊120。分析模塊110分析輸入圖像信號。分析模塊110分析能夠用于提高輸入圖像信號的清晰度的多種數(shù)據(jù)，例如圖像信號的平均圖像電平(APL)、噪聲、平坦性和復(fù)雜度。峰化模塊120調(diào)整輸入圖像信號在預(yù)定頻帶中的增益，并且根據(jù)分析模塊10的分析結(jié)果輸出圖像信號，從而提高輸出圖像信號的清晰度。然而，圖1中的圖像處理裝置的細節(jié)增強模塊100通過單個分析模塊110和峰化模塊120提高圖像的清晰度，而不管輸入圖像包括2D圖像還是3D圖像。3D顯示器使用用戶的雙眼視差并且分離地顯示由用戶左眼和右眼識別的左眼圖像和右眼圖像。為此，可以使用多種格式的顯示圖像。3D顯示器實現(xiàn)包括一種通過時間上劃分圖像來交替地顯示左眼圖像和右眼圖像的方法和一種通過空間上劃分圖像來顯示左眼圖像和右眼圖像的方法。在空間劃分的情況下，在單個屏幕中同時并排地或者上下地布置左眼圖像和右眼圖像并且顯示左眼圖像和右眼圖像。用戶的左眼和右眼通過使用光的偏振特征來分別識別左眼圖像和右眼圖像。
即使輸入3D圖像信號，如果通過細節(jié)增強模塊100來提高清晰度，則被峰化模塊120進行增益調(diào)整的頻率也會改變。如果使用經(jīng)由輸入圖像的APL來調(diào)整峰化增益的功能，則難以得到左眼圖像和右眼圖像的精確APL。此外，難以通過分析模塊110精確地計算輸入圖像的噪聲量、平坦度或復(fù)雜度。
在下文中，將說明圖像處理裝置和圖像處理方法，以解決在圖1的圖像處理裝置的細節(jié)增強模塊中當提高輸入圖像信號的清晰度時產(chǎn)生的問題。
圖2是根據(jù)示例性實施例的圖像處理裝置200的控制框圖。
如圖2所示，根據(jù)本示例性實施例的圖像處理裝置200包括圖像接收機210、圖像格式檢測器220、圖像處理器230和控制器240。圖像處理裝置200可以還包括圖像分析器250。圖像處理裝置200可以包括TV或機頂盒，但是不限于此。
圖像接收機210從外部圖像供應(yīng)源接收圖像信號。圖像供應(yīng)源可以包括計算機(其包括CPU和圖形卡，產(chǎn)生圖像信號并本地地供應(yīng)圖像信號)、向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送圖像信號的服務(wù)器、通過電波或電纜發(fā)射廣播信號的廣播站中的發(fā)射機。圖像接收機210可以從諸如上述圖像供應(yīng)源等多種圖像供應(yīng)源接收圖像信號。
圖像接收機210接收的圖像信號可以包括2D圖像或3D圖像。3D圖像的格式可以包括在單個屏幕中包括左眼圖像和右眼圖像的格式。在這種情況下，3D圖像可以包括上下(top and bottom)格式或并排(side by side)格式,在上下格式中，垂直交叉和顯示左眼圖像和右眼圖像，在并排格式中，水平交叉和顯示左眼圖像和右眼圖像。
圖像格式檢測器220檢測圖像接收機210接收的圖像信號的格式。如上所述，2D或3D圖像的圖像信號的格式可以包括上下格式和并排格式之一。圖像格式檢測器220可以使用視差信息或輸入圖像的外圍像素值之間的關(guān)系來檢測輸入圖形的格式?？梢酝ㄟ^多種方法執(zhí)行圖像的格式的檢測?？梢栽趫D像分析器250的分析和峰化濾波器的系數(shù)調(diào)整中使用圖像格式檢測器220的檢測結(jié)果。
圖像處理器230通過控制器240的控制來提高圖像信號的清晰度(稍后將對其進行描述)。圖像處理器230可以包括峰化濾波器，其調(diào)整輸入圖像信號在預(yù)定頻帶中的增益。峰化濾波器根據(jù)存儲的預(yù)定系數(shù)調(diào)整圖像信號的增益，并且加強預(yù)定頻帶。通過控制器240的控制，可以改變峰化濾波器的系數(shù)。如果峰化濾波器調(diào)整增益，則提高了顯示的圖像的細節(jié)等級，結(jié)果是更好的圖像質(zhì)量。
圖像處理器230還可以包括低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器和用于選擇預(yù)定頻帶的其它已知濾波器。
根據(jù)本示例性實施例，控制器240控制提高了輸入圖像信號的清晰度的元件?？刂破?40可以包括微處理器，例如中央處理單元(CPU)或微控制單元(MCU)。
如果檢測到的圖像信號的格式包括3D圖像，并且在單個屏幕上同時顯示左眼圖像和右眼圖像，則控制器240控制圖像處理器230以便根據(jù)圖像信號的格式來提高左眼圖像和右眼圖像的清晰度。如果輸入圖像信號包括3D圖像信號，則可以根據(jù)左眼圖像和右眼圖像的布置來提高清晰度。如上所述，在基于空間劃分的3D圖像的情況下，在單個屏幕上同時顯示左眼圖像和右眼圖像。在這種情況下，確定峰化濾波器要針對左眼圖像和右眼圖像中的每一個調(diào)整增益的頻帶，并且確定峰化濾波器的系數(shù)?？刂破?40可以確定輸入3D圖像信號是并排格式還是上下格式，并且根據(jù)圖像的格式來提高圖像的清晰度。在并排格式的情況下，沿著橫向方向交替地輸入左眼圖像和右眼圖像，因而3D圖像的垂直頻率與具有相同分辨率的2D圖像相同，但是3D圖像的水平頻率是具有相同分辨率的2D圖像的2倍。因此，在設(shè)置峰化濾波器的系數(shù)時，在考慮加倍的水平頻率的情況下，確定峰化濾波器增益要被調(diào)整的頻帶。在上下格式的情況下，沿著垂直方向交替地輸入左右圖像和右眼圖像，因而水平頻率與具有相同分辨率的2D圖像相同，但是垂直頻率是具有相同分辨率的2D圖像的2倍。因此，在設(shè)置峰化濾波器的系數(shù)時，在考慮加倍的垂直頻率的情況下，確定峰化濾波器增益要被調(diào)整的頻帶。根據(jù)本示例性實施例的圖像處理裝置200還可以包括圖像分析器250，其分析圖像以提高輸入圖像信號的清晰度。圖像分析器250可以分析輸入圖像信號的平均圖像電平(APL)、噪聲、平坦度和復(fù)雜度。如果圖像信號的格式是并排格式，則控制器240可以控制圖像分析器250分析沿橫向方向的一半圖像。在并排格式的情況下，按照被壓縮成沿橫向方向的一半圖像的尺寸來輸入左眼圖像和右眼圖像中的每一個，而將另一半圖像處理為黑色。將被壓縮成原始尺寸的一半的左眼圖像和右眼圖像組合為單個圖像。因此，如果相對于左眼圖像和右眼圖像來計算APL、噪聲等，則可能不同于與實際要顯示的圖像相對應(yīng)的部分。因此，圖像分析器250可以只分析沿橫向方向的一半圖像，從而獲得提高輸入圖像信號的清晰度所必要的精確數(shù)據(jù)。如果圖像信號的格式是上下格式，則控制器240可以控制圖像分析器250分析沿垂直方向的一半圖像。在上下格式的情況下，按照被壓縮成沿垂直方向的一半圖像的尺寸來輸入左眼圖像和右眼圖像中的每一個，并將另一半圖像處理為黑色。因此，圖像分析器250可以只分析圖像中沿垂直方向的一半，從而獲得提高輸入圖像信號的清晰度所必要的精確數(shù)據(jù)。將清晰度被提高的輸出圖像信號進行解碼和縮放，然后在圖像處理裝置200或與圖像處理裝置200相連的顯示裝置(未示出)上進行顯示。根據(jù)上述圖像處理裝置200，優(yōu)化算法應(yīng)用于3D輸入圖像的格式，從而提高了圖像的清晰度。圖3是根據(jù)示例性實施例的圖像處理方法的第一控制流程圖。根據(jù)本示例性實施例執(zhí)行圖像處理方法的圖像處理裝置200可以包括TV或機頂盒，但是不限于此。圖像處理裝置200從外部圖像供應(yīng)源接收圖像信號(SllO)。接收的圖像信號可以包括2D圖像或3D圖像。3D圖像的格式可以包括在單個屏幕上顯示左眼圖像和右眼圖像的格式或類型。3D圖像的格式可以是上下格式或并排格式，在上下格式中，彼此垂直交叉和顯示左眼圖像和右眼圖像，在并排格式中，彼此橫向交叉和顯示左眼圖像和右眼圖像。圖像處理裝置200檢測接收的圖像信號的格式(S120)，并且根據(jù)檢測到的圖像信號的格式來提高左眼圖像和右眼圖像的清晰度(S130)。圖像處理裝置200可以根據(jù)左眼圖像和右眼圖像的布置來提高清晰度?？梢酝ㄟ^調(diào)整輸入圖像在預(yù)定頻帶中的增益來執(zhí)行圖像處理裝置200對清晰度的提高。圖像處理裝置可以包括低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器和用于選擇預(yù)定頻帶的其它已知濾波器。圖4是根據(jù)示例性實施例的圖像處理方法的第二流程圖。圖像處理裝置200接收圖像信號(S210)，并且檢測圖像信號的格式(S220)。如果檢測到的圖像信號的格式是在單個屏幕中同時顯示左眼圖像和右眼圖像的格式(S230)，則根據(jù)并排格式或上下格式來調(diào)整峰化濾波器的系數(shù)，并且確定增益要被調(diào)整的頻帶(S240)。相應(yīng)地，根據(jù)輸入圖像信號的格式來提高圖像的清晰度(S250)。圖5是根據(jù)示例性實施例的圖像處理方法的第三流程圖。圖像處理裝置200接收圖像信號(S310)，并且檢測圖像信號的格式(S230)。如果檢測到的格式是并排格式(S330)，則圖像分析器分析沿橫向方向的那一半左眼圖像和右眼圖像(S340)。在并排格式的情況下，按照沿橫向方向被壓縮成一半的圖像的尺寸來輸入左眼圖像和右眼圖像中的每一個，而將圖像的另一半處理為黑色。被壓縮成原始尺寸的一半的左眼圖像和右眼圖像被組合為單個圖像。因此，如果相對于左眼圖像和右眼圖像來計算APL、噪聲等，則可能不同于與實際要顯示的圖像相對應(yīng)的部分。因此，圖像分析器250可以只分析沿橫向方向的一半圖像，從而獲得提高輸入圖像信號的清晰度所必要的精確數(shù)據(jù)。如果圖像信號的格式是上下格式(S350)，則圖像分析器分析沿垂直方向的一半圖像(S360)。在上下格式的情況下，按照沿垂直方向被壓縮成一半圖像的尺寸來輸入左眼圖像和右眼圖像中的每一個，而將圖像的另一半處理為黑色。因此，圖像分析器250可以只分析圖像中沿垂直方向的一半，從而獲得提高輸入圖像信號的清晰度所必要的精確數(shù)據(jù)。如果執(zhí)行圖像的分析，則圖像處理裝置200調(diào)整峰化濾波器的系數(shù)并且相應(yīng)地提高清晰度(S370)。對被清晰度提高的輸出圖像信號進行解碼和縮放，以在圖像處理裝置200的顯示單元(未示出)或與圖像處理裝置200相連的顯示裝置(未示出)上進行顯示。根據(jù)上述圖像處理方法，應(yīng)用于3D輸入圖像的格式的優(yōu)化處理算法可以提高3D輸入圖像的清晰度。如上所述，如果這種輸入圖像是3D圖像，則根據(jù)示例性實施例的圖像處理裝置和圖像處理方法提高了輸入圖像的清晰度。盡管已經(jīng)示出和描述了一些示例性實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識到，可以在不背離由所附權(quán)利要求及其等價物來限定范圍的創(chuàng)造性理念的原理和精神的情況下對這些示例性實施例進行改變。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理裝置，包括: 圖像處理器，提高圖像信號的清晰度；以及 控制器，當圖像信號的格式包括在單個屏幕中同時顯示左眼圖像和右眼圖像的3D圖像時，控制圖像處理器以便根據(jù)圖像信號的格式來提高左眼圖像和右眼圖像的清晰度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，控制器控制圖像處理器以便根據(jù)左眼圖像和右眼圖像的布置來提高清晰度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其中，圖像信號的格式包括并排格式和上下格式之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其中，圖像處理器包括峰化濾波器，其調(diào)整圖像信號在預(yù)定頻帶中的增益。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理裝置，其中，控制器根據(jù)圖像信號的格式來調(diào)整峰化濾波器的系數(shù)和調(diào)整增益的所述預(yù)定頻帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，還包括: 圖像分析器，分析圖像信號的平均畫面電平APL、噪聲、平坦度和復(fù)雜度中的至少一個，以提高圖像信號的清晰度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像處理裝置，其中，當圖像信號的格式包括并排格式時，控制器控制圖像分析器分析沿橫向方向的一半圖像，以及當圖像信號的格式包括上下格式時，控制器控制圖像分析器分析圖像沿垂直方向的一半圖像。
8.—種圖像處理方法，包括: 處理圖像信號； 其中，處理圖像信號包括:當圖像信號的格式包括在單個屏幕中同時顯示左眼圖像和右眼圖像的3D圖像時，根據(jù)圖像信號的格式來提高左眼圖像和右眼圖像的清晰度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像處理方法，其中，提高清晰度包括根據(jù)左眼圖像和右眼圖像的布置來提高清晰度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，其中，圖像信號的格式包括并排格式和上下格式之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像處理方法，其中，提高清晰度還包括通過應(yīng)用峰化濾波器來提高清晰度，其中，峰化濾波器調(diào)整圖像信號在預(yù)定頻帶中的增益。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理方法，還包括根據(jù)圖像信號的格式來調(diào)整峰化濾波器的系數(shù)和調(diào)整增益的所述預(yù)定頻帶。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像處理方法，還包括: 分析圖像信號的平均圖像電平APL、噪聲、平坦度和復(fù)雜度中的至少一個，以提高圖像信號的清晰度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像處理方法，其中，分析圖像還包括:當圖像信號的格式包括并排格式時，分析沿橫向方向的一半圖像，以及當圖像信號的格式包括上下格式時，分析沿垂直方向的一半圖像。
全文摘要
提供了一種圖像處理裝置和圖像處理方法，用于在圖像包括3D圖像時提高圖像的清晰度。圖像處理裝置包括圖像接收機，接收圖像信號；圖像格式檢測器，檢測接收的圖像信號的格式；圖像處理器，提高接收的圖像信號的清晰度；以及控制器，如果檢測到的圖像信號的格式包括在單個屏幕中同時顯示左眼圖像和右眼圖像的3D圖像，則控制圖像處理器以便根據(jù)檢測到的圖像信號的格式來提高左眼圖像和右眼圖像的清晰度。
文檔編號G06T5/00GK103139584SQ20121041765
公開日2013年6月5日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者樸賢星 申請人:三星電子株式會社