專利名稱：圖像放大及優(yōu)化方法及使用此方法的圖像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像放大及優(yōu)化方法及使用此方法的圖像處理裝置。
背景技術(shù)：
在圖像處理的過程中經(jīng)常需要在將圖像放大之前增加圖像的分辨率。例如，由于近年來在顯示技術(shù)及工藝上的進(jìn)步，使得新型的液晶或是等離子電視得以突破傳統(tǒng)真空管(CRT)顯示器的限制，能以更為合理的成本，獲得更大的顯示面積，與更高的畫面分辨率。在此同時(shí)，圖像的來源卻可能只含有較低分辨率的信息。最常被提出來的一個(gè)例子便是當(dāng)需要在HDTV(高清晰度電視)上播放傳統(tǒng)NTSC(National Television System Committee，國(guó)家電視統(tǒng)委員會(huì))標(biāo)準(zhǔn)的圖像信號(hào)時(shí)，由于HDTV的標(biāo)準(zhǔn)圖像格式分辨率達(dá)1920×1080象素，而NTSC標(biāo)準(zhǔn)的圖像格式分辨率只有648×486象素，其尺度大小相差約三倍，此時(shí)便得利用一些方法將圖像放大。
然而在現(xiàn)實(shí)情況中，由于取像設(shè)備的頻寬有限，而景物的變化可能無窮，因此往往需要對(duì)非理想取樣的圖像作內(nèi)插放大。內(nèi)插放大演算法為已知技術(shù)中常使用的圖像放大方法。在二維度的內(nèi)插放大演算法中有幾種常見的演算法，如二維三次內(nèi)插法(bicubic interpolation)、二維線性內(nèi)插法(bilinearinterpolation)及最近相鄰內(nèi)插法(nearest neighbor interpolation)。在一般圖像縮放的軟件中，常采用的方法包含了Sinc內(nèi)插法、二維線性內(nèi)插法、二維三次內(nèi)插法、最近相鄰內(nèi)插法等作法，其基本原理都是由圖像獲取多個(gè)取樣點(diǎn)，并將其投進(jìn)核心函數(shù)(Kernel Function)以產(chǎn)生出對(duì)應(yīng)的圖像來對(duì)圖像進(jìn)行放大。不同的核心函數(shù)的形式，即可得到不同的圖像放大效果。
一般的內(nèi)插放大演算法針對(duì)色調(diào)或亮度協(xié)調(diào)及平滑漸層的圖像區(qū)塊均具有不錯(cuò)的效果。但由于某些內(nèi)插放大演算法如二維線性內(nèi)插法等演算法在象素補(bǔ)點(diǎn)時(shí)，基本上是在取最鄰近象素的參數(shù)值(如灰階值、色度值、顏色值等)的平均，以作為補(bǔ)點(diǎn)的象素參數(shù)值，在處理具有色調(diào)或亮度強(qiáng)烈對(duì)比的區(qū)塊時(shí)，如圖像的邊沿，便有可能會(huì)產(chǎn)生出模糊或塊狀的效果。因此圖像的邊沿可能會(huì)變的模糊，或者原本一個(gè)平滑的邊沿在放大后可能會(huì)出現(xiàn)鋸齒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于圖像處理裝置的圖像放大及優(yōu)化方法，包含以下步驟自該圖像信號(hào)獲取單元陣列，該單元陣列包含多個(gè)象素，其中該各個(gè)象素分別具有圖像參數(shù)；比較該各個(gè)象素的該圖像參數(shù)，并根據(jù)該各個(gè)比較結(jié)果將該各個(gè)象素歸類于第一象素點(diǎn)群及第二象素點(diǎn)群其中之一；產(chǎn)生連續(xù)邊沿，使該第一象素點(diǎn)群及該第二象素點(diǎn)群分別位于該連續(xù)邊沿的兩側(cè)；以及在第一區(qū)塊及第二區(qū)塊中進(jìn)行象素補(bǔ)點(diǎn)并決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)，用以達(dá)到圖像放大的效果，其中該第一區(qū)塊為該連續(xù)邊沿與該第一象素點(diǎn)群中的該各個(gè)象素所分布的區(qū)塊，該第二區(qū)塊為該連續(xù)邊沿與該第二象素點(diǎn)群中的該各個(gè)象素所分布的區(qū)塊。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述單元陣列包含第一象素、第二象素、第三象素及第四象素，所述第一象素、所述第二象素、所述第三象素及所述第四象素呈正矩形排列。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟包含比較所述第一象素與所述第二象素的所述圖像參數(shù)、所述第三象素與所述第四象素的所述圖像參數(shù)及第一象素與所述第三象素的所述圖像參數(shù)，并根據(jù)所述各個(gè)圖像參數(shù)比較結(jié)果分別取得參數(shù)差值；若所述參數(shù)差值小于第一臨界值，判斷所述比較中的兩個(gè)象素在所述第一象素點(diǎn)群；若所述參數(shù)差值大于第二臨界值，判斷所述比較中的兩個(gè)象素分別在所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群；根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述單元陣列包含八個(gè)象素以4×2的方式排列。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)為輝度值、顏色值及色度值其中之一。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟包含比較所述單元陣列中的所述多個(gè)象素其中之二的所述圖像參數(shù)以取得參數(shù)差值；若所述參數(shù)差值小于第一臨界值，判斷所述兩個(gè)象素在所述第一象素點(diǎn)群；若所述參數(shù)差值大于第二臨界值，判斷所述兩個(gè)象素分別在所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟包含兩兩比較所述單元陣列中的所述多個(gè)象素的所述圖像參數(shù)以分別取得參數(shù)差值；若所述參數(shù)差值小于臨界值，判斷所述兩個(gè)象素在所述第一象素點(diǎn)群，并產(chǎn)生第一參考值；若所述參數(shù)差值大于所述臨界值，判斷所述兩個(gè)象素分別在所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群，并產(chǎn)生第二參考值。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述連續(xù)邊沿產(chǎn)生步驟包含根據(jù)所述些第一參考值及第二參考值的組合產(chǎn)生所述連續(xù)邊沿。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟更包含若所述參數(shù)差值介于所述第一臨界值及所述第二臨界值之間，使用所述單元陣列中的所述多個(gè)象素進(jìn)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)的方式包含使用二維三次內(nèi)插法、二維線性內(nèi)插法及最近相鄰內(nèi)插法其中之一。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述產(chǎn)生連續(xù)邊沿步驟包含產(chǎn)生連續(xù)函數(shù)代表所述連續(xù)邊沿。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述產(chǎn)生連續(xù)邊沿步驟包含產(chǎn)生第一參考線，所述第一參考線通過所述第一象素點(diǎn)群中最接近所述第二象素點(diǎn)群中的所述兩個(gè)象素；產(chǎn)生第二參考線，所述第二參考線平行于所述第一參考線，且位于所述第二象素點(diǎn)群的分布范圍內(nèi)；產(chǎn)生所述連續(xù)邊沿于所述第一參考線及所述第二參考線之間。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述第二參考線通過所述第二象素點(diǎn)群中距所述第一參考線最近的所述象素。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述連續(xù)邊沿位于所述第一參考線及所述第二參考線之間。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述象素補(bǔ)點(diǎn)步驟包含使用外插法決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述產(chǎn)生連續(xù)邊沿步驟包含自所述圖像信號(hào)獲取外圍陣列，所述外圍陣列包含多個(gè)輔助象素，其中所述多個(gè)輔助象素包圍所述單元陣列，且所述各個(gè)輔助象素分別具有圖像參數(shù)；比較所述各個(gè)輔助象素的所述圖像參數(shù)，并根據(jù)所述各個(gè)比較結(jié)果將所述各個(gè)輔助象素歸類于所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群其中之一；產(chǎn)生第一參考線，所述第一參考線通過所述第一象素點(diǎn)群中最接近所述第二象素點(diǎn)群中的所述兩個(gè)象素；產(chǎn)生第二參考線，所述第二參考線平行于所述第一參考線，且位于所述第二象素點(diǎn)群的分布范圍內(nèi)；產(chǎn)生所述連續(xù)邊沿于所述第一參考線及所述第二參考線之間。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于圖像處理裝置的另一圖像放大及優(yōu)化方法，包含以下步驟自該圖像信號(hào)獲取單元陣列及外圍陣列，該單元陣列包含多個(gè)象素，該外圍陣列包含多個(gè)輔助象素，其中該各個(gè)象素及該各個(gè)輔助象素分別具有圖像參數(shù)；產(chǎn)生多個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，該各個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿分別穿越該單元陣列的多個(gè)象素之間；比較該各個(gè)象素及該各個(gè)輔助象素的該圖像參數(shù)，并根據(jù)該各個(gè)圖像參數(shù)比較結(jié)果將該各個(gè)象素及該各個(gè)輔助象素歸類于第一象素點(diǎn)群及第二象素點(diǎn)群其中之一；根據(jù)該各個(gè)象素及該各個(gè)輔助象素的該圖像參數(shù)比較結(jié)果載入該多個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿其中之一作為連續(xù)邊沿；以及在第一區(qū)塊及第二區(qū)塊中進(jìn)行象素補(bǔ)點(diǎn)并決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)，用以達(dá)到圖像放大的效果，其中該第一區(qū)塊為該連續(xù)邊沿與該第一象素點(diǎn)群中的該各個(gè)象素所分布的區(qū)塊，該第二區(qū)塊為該連續(xù)邊沿與該第二象素點(diǎn)群中的該各個(gè)象素所分布的區(qū)塊。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述單元陣列包含第一象素、第二象素、第三象素及第四象素，其中所述第一象素、所述第二象素、所述第三象素及所述第四象素呈正矩形排列，且所述多個(gè)輔助象素包圍所述單元陣列。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)為輝度值、顏色值及色度值其中之一。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述產(chǎn)生連續(xù)邊沿步驟包含產(chǎn)生連續(xù)函數(shù)代表所述連續(xù)邊沿。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述產(chǎn)生連續(xù)邊沿步驟包含產(chǎn)生第一參考線，所述第一參考線經(jīng)過所述單元陣列，且通過所述單元陣列的所述象素及所述外圍陣列中的所述輔助象素其中之二。
產(chǎn)生第二參考線，所述第二參考線平行于所述第一參考線，其中所述第二參考線經(jīng)過所述單元陣列，且通過最接近所述第一參考線的所述象素；
產(chǎn)生所述連續(xù)邊沿于所述第一參考線及所述第二參考線之間。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述連續(xù)邊沿位于所述第一參考線及所述第二參考線之間。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟包含比較所述單元陣列中的所述多個(gè)象素其中之二的所述圖像參數(shù)以取得參數(shù)差值；若所述參數(shù)差值小于第一臨界值，判斷所述兩個(gè)象素在所述第一象素點(diǎn)群；若所述參數(shù)差值大于第二臨界值，判斷所述兩個(gè)象素分別在所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟還包含若所述參數(shù)差值介于所述第一臨界值及所述第二臨界值之間，使用所述單元陣列中的所述多個(gè)象素進(jìn)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)的方式包含使用二維三次內(nèi)插法、二維線性內(nèi)插法及最近相鄰內(nèi)插法其中之一。
根據(jù)本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述象素補(bǔ)點(diǎn)步驟包含使用外插法決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種圖像處理裝置，包含圖像信號(hào)獲取模塊、存儲(chǔ)器及圖像信號(hào)處理模塊。該圖像信號(hào)獲取模塊自該圖像信號(hào)獲取單元陣列及外圍陣列，該單元陣列包含多個(gè)象素，該外圍陣列包含多個(gè)輔助象素，其中該各個(gè)象素及該各個(gè)輔助象素分別具有圖像參數(shù)。該存儲(chǔ)器儲(chǔ)存有多個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，其中該各個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿分別穿越該單元陣列的多個(gè)象素之間。該圖像信號(hào)處理模塊首先比較該各個(gè)象素及該各個(gè)輔助象素的該圖像參數(shù)，并根據(jù)該各個(gè)圖像參數(shù)比較結(jié)果將該各個(gè)象素及該各個(gè)輔助象素歸類于第一象素點(diǎn)群及第二象素點(diǎn)群其中之一。該圖像信號(hào)處理模塊接著根據(jù)該各個(gè)象素及該各個(gè)輔助象素的該圖像參數(shù)比較結(jié)果，從該存儲(chǔ)器載入該多個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿其中之一作為連續(xù)邊沿。之后，該圖像信號(hào)處理模塊在第一區(qū)塊及第二區(qū)塊中進(jìn)行象素補(bǔ)點(diǎn)并決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)，用以達(dá)到圖像放大的效果，其中該第一區(qū)塊為該連續(xù)邊沿與該第一象素點(diǎn)群中的該各個(gè)象素所分布的區(qū)塊，該第二區(qū)塊為該連續(xù)邊沿與該第二象素點(diǎn)群中的該各個(gè)象素所分布的區(qū)塊。
根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置，其中所述單元陣列包含第一象素、第二象素、第三象素及第四象素，其中所述第一象素、所述第二象素、所述第三象素及所述第四象素呈正矩形排列，且所述多個(gè)輔助象素包圍所述單元陣列。
根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置，其中所述圖像參數(shù)為輝度值、顏色值及色度值其中之一。
根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置，其中所述預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿以連續(xù)函數(shù)代表的方式儲(chǔ)存于所述存儲(chǔ)器中。
根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置，其中所述圖像信號(hào)處理模塊包含邏輯模塊用以比較所述單元陣列中的所述多個(gè)象素其中之二以取得參數(shù)差值，若所述邏輯模塊判斷所述參數(shù)差值小于第一臨界值，所述圖像信號(hào)處理模塊判斷所述兩個(gè)象素在所述第一象素點(diǎn)群，若所述邏輯模塊判斷所述參數(shù)差值大于第二臨界值，所述圖像信號(hào)處理模塊判斷所述兩個(gè)象素分別在所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群。
根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置，其中若所述邏輯模塊判斷所述參數(shù)差值介于所述第一臨界值及所述第二臨界值之間，所述圖像信號(hào)處理模塊使用所述單元陣列中的所述多個(gè)象素進(jìn)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置，其中所述圖像信號(hào)處理模塊進(jìn)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)的方式包含使用二維三次內(nèi)插法、二維線性內(nèi)插法及最近相鄰內(nèi)插法其中之根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置，其中所述圖像信號(hào)處理模塊進(jìn)行象素補(bǔ)點(diǎn)的方式包含使用外插法決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)。
通過使用此圖像放大及優(yōu)化方法放大圖像區(qū)塊時(shí)，通過圖像邊沿的檢測(cè)以及內(nèi)插、外插的放大，可使放大后的圖像仍可保有銳利、平順的邊沿，并也可改善圖像邊沿模糊的問題。


圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施例流程圖；圖2為單元陣列的示意圖；圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的比較及歸類方式樹狀圖；圖4a為類型E的預(yù)設(shè)單元陣列、第一參考線、第二參考線及連續(xù)邊沿的示意圖；
圖4b為類型A、類型B及類型C的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿示意圖；圖4c為類型E的單元陣列、連續(xù)邊沿、第一區(qū)塊及第二區(qū)塊的示意圖；圖5為本發(fā)明的第二實(shí)施例流程圖；圖6為本發(fā)明的第三實(shí)施例流程圖；圖7a為單元陣列及外圍陣列的示意圖；圖7b及圖7c為類型E的比較及歸類方式樹狀圖；圖7d為類型E5的預(yù)設(shè)單元陣列、預(yù)設(shè)外圍陣列、第一參考線、第二參考線及連續(xù)邊沿的示意圖；圖7e為次類型E1、次類型E2、次類型E3、次類型E4、次類型E5、次類型E6及次類型E7的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿示意圖；圖8為本發(fā)明的第四實(shí)施例流程圖；圖9為圖像處理裝置的硬件統(tǒng)示意圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下9圖像處理裝置10第一階判斷20第二階判斷30第三階判斷200單元陣列200’預(yù)設(shè)單元陣列201象素201’象素202象素202’象素203象素203’象素204象素204’象素205輔助象素206輔助象素206’輔助象素
207輔助象素208輔助象素209輔助象素210輔助象素211輔助象素212輔助象素213輔助象素214輔助象素215輔助象素216輔助象素410連續(xù)邊沿420第一象素點(diǎn)群421第一區(qū)塊420’第一象素點(diǎn)群430第一參考線440第二象素點(diǎn)群440’第二象素點(diǎn)群441第二區(qū)塊450第二參考線700外圍陣列700’預(yù)設(shè)外圍陣列910圖像信號(hào)獲取模塊911緩沖器913時(shí)序控制器920圖像信號(hào)930圖像信號(hào)處理模塊931邏輯模塊933內(nèi)插器/外插器950RAM存儲(chǔ)器970ROM存儲(chǔ)器
T1第一臨界值T2第二臨界值具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種圖像放大及優(yōu)化方法及使用此方法的圖像處理裝置。此處所言的圖像處理裝置指任何可接收并處理圖像信號(hào)的裝置。在較佳實(shí)施例中，圖像處理裝置可包含電腦、電視機(jī)、打印機(jī)等圖像處理裝置，其中此圖像處理裝置可接收?qǐng)D像信號(hào)，并使用本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法處理該圖像信號(hào)。然而，以上所述的圖像處理裝置實(shí)施例并不限制本發(fā)明的圖像放大及優(yōu)化方法的使用范圍。
本發(fā)明的第一實(shí)施例為圖像放大及優(yōu)化方法，適用于圖像處理裝置。在此實(shí)施例中，此圖像放大及優(yōu)化方法可為該圖像處理裝置所執(zhí)行的程序，且儲(chǔ)存于該圖像處理裝置的硬件元件中(如RAM存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit)等)。此外，該程序可通過C語言、Matlab等軟件語言實(shí)施。然而在不同實(shí)施例中，此圖像放大及優(yōu)化方法也可以是以不同的方式實(shí)施在圖像處理裝置中。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，圖像處理裝置可通過圖像信號(hào)處理模塊執(zhí)行圖像放大及優(yōu)化方法。圖像處理裝置還可包含RAM存儲(chǔ)器及ROM存儲(chǔ)器，其中ROM存儲(chǔ)器儲(chǔ)存有圖像放大及優(yōu)化方法的程序，且圖像信號(hào)處理模塊根據(jù)此程序處理圖像。在執(zhí)行工作前，圖像信號(hào)處理模塊會(huì)先控制ROM存儲(chǔ)器傳送執(zhí)行程序時(shí)所需的數(shù)據(jù)至RAM存儲(chǔ)器，使數(shù)據(jù)暫時(shí)性地儲(chǔ)存至RAM存儲(chǔ)器內(nèi)。于執(zhí)行程序的過程中，圖像信號(hào)處理模塊存取RAM存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，同時(shí)利用RAM存儲(chǔ)器來輔助圖像信號(hào)處理模塊執(zhí)行必要的數(shù)據(jù)運(yùn)算。以上所述的圖像處理裝置為一種實(shí)施例，且圖像處理裝置可在不同實(shí)施例中具有其他不同的硬件結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，此方法首先由步驟101開始，圖像信號(hào)處理模塊會(huì)接收?qǐng)D像信號(hào)，其中該圖像信號(hào)可為由電視臺(tái)所傳送出的電視信號(hào)、由互聯(lián)網(wǎng)所下載的圖像文件、由數(shù)碼相機(jī)所拍攝的照片文件、或其他各式動(dòng)態(tài)或靜態(tài)圖像信號(hào)等。
接著執(zhí)行步驟103，圖像信號(hào)處理模塊自該圖像信號(hào)獲取單元陣列200。如圖2所示，單元陣列200包含象素201、象素202、象素203及象素204，且呈正矩形排列。其中，各個(gè)象素分別具有圖像參數(shù)。此外，各個(gè)圖像參數(shù)可同時(shí)為所對(duì)應(yīng)的象素的輝度值、色度值或顏色值等其中的一種圖像象素參數(shù)。然而在不同實(shí)施例中，單元陣列200可包含八個(gè)象素，其中該八個(gè)象素以4×2的方式排列。此外，單元陣列200也可為3×3、4×4或其他不同的象素矩陣。
接著執(zhí)行步驟105，圖像信號(hào)處理模塊比較各個(gè)象素的圖像參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)比較結(jié)果將各個(gè)象素歸類于第一象素點(diǎn)群420及第二象素點(diǎn)群440其中之一。圖3的樹狀圖詳細(xì)說明圖像信號(hào)處理模塊所使用的比較及歸類方式。如圖3所示，此樹狀圖可將本實(shí)施例2×2的單元陣列200歸類出六種類型，分別為類型A、類型B、類型C、類型D、類型E及類型F。此處將說明圖像信號(hào)處理模塊如何產(chǎn)生類型E，且歸類出其他五種類型的過程可利用歸類出類型E的過程的相同邏輯推判出。如圖3所示，圖像信號(hào)處理模塊首先進(jìn)入第一階判斷10。若圖像信號(hào)處理模塊在比較步驟301中判斷象素201與象素202的圖像參數(shù)的參數(shù)差值小于第一臨界值T1，圖像信號(hào)處理模塊便暫時(shí)將象素201及象素202歸類為同一象素點(diǎn)群。若圖像信號(hào)處理模塊比較步驟303中判斷象素201與象素202的參數(shù)差值大于第二臨界值T2，圖像信號(hào)處理模塊便暫時(shí)將象素201及象素202歸類為不同的象素點(diǎn)群。若圖像信號(hào)處理模塊判斷象素201與象素202的參數(shù)差值12介于第一臨界值T1及第二臨界值T2之間，便執(zhí)行步驟305。在步驟305中，圖像信號(hào)處理模塊使用單元陣列200中的象素201、象素202、象素203及象素204進(jìn)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)。圖像信號(hào)處理模塊所使用的內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)方法可為二維三次內(nèi)插法(bicubicinterpolation)、二維線性內(nèi)插法(bilinear interpolation)、最近相鄰內(nèi)插法(nearest neighbor interpolation)或其他內(nèi)插法其中之一。假設(shè)圖像信號(hào)處理模塊判斷象素201與象素202的參數(shù)差值小于第一臨界值T1，圖像信號(hào)處理模塊便會(huì)進(jìn)入第二階判斷20。
在第二階判斷20中，若圖像信號(hào)處理模塊在比較步驟307中判斷象素203與象素204的圖像參數(shù)的參數(shù)差值34小于第一臨界值T1，圖像信號(hào)處理模塊便暫時(shí)將象素203及象素204歸類為同一象素點(diǎn)群。若圖像信號(hào)處理模塊比較步驟309中判斷象素203與象素204的參數(shù)差值大于第二臨界值T2，圖像信號(hào)處理模塊便暫時(shí)將象素203及象素204歸類為不同的象素點(diǎn)群。若圖像信號(hào)處理模塊判斷象素203與象素204的參數(shù)差值介于第一臨界值T1及第二臨界值T2之間，圖像信號(hào)處理模塊便會(huì)進(jìn)行步驟311使用單元陣列200中的各個(gè)象素進(jìn)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)。假設(shè)圖像信號(hào)處理模塊判斷象素203與象素204的參數(shù)差值34大于第二臨界值T2，圖像信號(hào)處理模塊便會(huì)進(jìn)入第三階判斷30。
在第三階判斷30中，若圖像信號(hào)處理模塊在比較步驟313中判斷象素201與象素203的圖像參數(shù)的參數(shù)差值小于第一臨界值T1，圖像信號(hào)處理模塊便可根據(jù)比較步驟301、比較步驟309、及比較步驟313的比較結(jié)果把單元陣列200歸類為類型E，其中圖像信號(hào)處理模塊將此類型E的單元陣列200中的象素201、象素202及象素203歸類為第一象素點(diǎn)群420，而將象素204歸類為第二象素點(diǎn)群440，其中圖像信號(hào)處理模塊的歸類邏輯為，于同一個(gè)象素點(diǎn)群中的象素的參數(shù)差值小于第一臨界值T1。若圖像信號(hào)處理模塊在比較步驟313中判斷象素201與象素203的參數(shù)差值13不小于第一臨界值T1，圖像信號(hào)處理模塊執(zhí)行比較步驟315，或者步驟317。
在此實(shí)施例中，若圖像信號(hào)處理模塊比較各個(gè)象素的輝度值，第一臨界值T1可為30至50輝度值之間，第二臨界值T2可為100至150輝度值之間。但此兩個(gè)臨界值可依使用者的喜好而定。此外，當(dāng)單元陣列200中的兩個(gè)象素的參數(shù)差值小于第一臨界值T1時(shí)，此狀況即被認(rèn)為兩個(gè)象素間的圖像區(qū)塊不具有邊沿。同樣地，當(dāng)兩個(gè)象素的參數(shù)差值介于第一臨界值T1及第二臨界值T2之間時(shí)，此狀況即被認(rèn)為單元陣列200中四個(gè)象素所呈現(xiàn)的圖像區(qū)塊不具有邊沿。然而，當(dāng)單元陣列200中的兩個(gè)象素參數(shù)差值大于第二臨界值T2時(shí)，此狀況可代表兩個(gè)象素所呈現(xiàn)的圖像區(qū)塊具有邊沿。然而，以上所述的狀況可依使用者的喜好而定。
接著執(zhí)行圖1中的步驟107，圖像信號(hào)處理模塊產(chǎn)生連續(xù)函數(shù)，用以代表連續(xù)邊沿410，其中第一象素點(diǎn)群420及第二象素點(diǎn)群440分別位于連續(xù)邊沿410的兩側(cè)。在此步驟中，圖像信號(hào)處理模塊至少可有兩種方式取得代表連續(xù)邊沿410的連續(xù)函數(shù)。假設(shè)單元陣列200在步驟105被歸納為類型E。第一種方式為從圖像處理裝置中的存儲(chǔ)器(RAM存儲(chǔ)器或ROM存儲(chǔ)器)直接載入對(duì)應(yīng)至類型E的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)，以代表連續(xù)邊沿410。其中，存儲(chǔ)器所儲(chǔ)存的連續(xù)函數(shù)可為圖像處理裝置在執(zhí)行本實(shí)施例的圖像放大及優(yōu)化方法前就已通過圖像信號(hào)處理模塊計(jì)算出了的連續(xù)函數(shù)。此預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)也可由使用者直接輸入及儲(chǔ)存至存儲(chǔ)器中(利用其他裝置計(jì)算出連續(xù)函數(shù)的數(shù)據(jù)后，再儲(chǔ)存至存儲(chǔ)器)。另一種方式為直接使用單元陣列200計(jì)算出對(duì)應(yīng)至類型E的連續(xù)邊沿410的連續(xù)函數(shù)，其中圖像信號(hào)處理模塊可使用下面所述的計(jì)算方法。因此，在此種方式中，圖像處理裝置的存儲(chǔ)器便不會(huì)儲(chǔ)存有預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)。
以下將說明在第一種方式中，圖像信號(hào)處理模塊如何計(jì)算出類型E的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿連續(xù)函數(shù)。首先，如圖4a所示，圖像信號(hào)處理模塊產(chǎn)生一個(gè)屬于類型E的一個(gè)預(yù)設(shè)單元陣列200’，包含象素201’、象素202’、象素203’及象素204’。屬于類型E的單元陣列200對(duì)應(yīng)至預(yù)設(shè)單元陣列200’，換言之，單元陣列200及預(yù)設(shè)單元陣列200’為完全相同的象素陣列(象素201對(duì)應(yīng)至象素201’，象素202對(duì)應(yīng)至象素202’，象素203對(duì)應(yīng)至象素203’，象素204對(duì)應(yīng)至象素204’，第一象素點(diǎn)群420對(duì)應(yīng)至第一象素點(diǎn)群420’，第二象素點(diǎn)群440對(duì)應(yīng)至第二象素點(diǎn)群440’)。
接著，圖像信號(hào)處理模塊產(chǎn)生第一參考線430及第二參考線450，其中第一參考線430通過第一象素群組420’中最接近第二象素群組440’中的兩個(gè)象素(也就是象素202’及象素203’)，而該第二參考線450平行于該第一參考線430且位于第二象素群組440’的分布范圍內(nèi)(圖4a的實(shí)心黑點(diǎn)為第一象素群組420’的象素，空心點(diǎn)為第二象素群組440’的象素)。此外，第二參考線450較佳通過第二象素群組440’中距該第一參考線430最近的象素，也就是象素204’，如圖4a所示。接著，圖像信號(hào)處理模塊取第一參考線430及第二參考線450的中線為連續(xù)邊沿410。然而在不同實(shí)施例中，圖像信號(hào)處理模塊可用不同方法計(jì)算出預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)。然而在又另一個(gè)不同實(shí)施例中，圖像信號(hào)處理模塊更可計(jì)算出一個(gè)不連續(xù)函數(shù)，以代表不連續(xù)的預(yù)設(shè)邊沿，供圖像信號(hào)處理模塊來載入。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，如圖4b所示，圖像信號(hào)處理模塊可產(chǎn)生十二個(gè)不同的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，分別對(duì)應(yīng)至單元陣列200的其中一種類型，并將對(duì)應(yīng)的各個(gè)連續(xù)函數(shù)儲(chǔ)存至圖像處理裝置的存儲(chǔ)器中，以供圖像信號(hào)處理模塊載入。如圖4b中所示，(a)為對(duì)應(yīng)至類型A的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，(b)為對(duì)應(yīng)至類型B的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，(c))為對(duì)應(yīng)至類型C的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，其中類型C可有三種不同的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿(實(shí)線，虛線，及點(diǎn)線)。同樣地，類型D、類型E、類型F也分別可有三種不同的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿(在此不說明)。
接著執(zhí)行圖1中的步驟109，圖像信號(hào)處理模塊在單元陣列200中的第一區(qū)塊421及第二區(qū)塊441中適當(dāng)位置進(jìn)行象素補(bǔ)點(diǎn)。當(dāng)補(bǔ)點(diǎn)后的圖像信號(hào)輸出至顯示裝置后(如液晶顯示器)，對(duì)應(yīng)至第一區(qū)塊421及第二區(qū)塊441的圖像區(qū)塊會(huì)被放大地呈現(xiàn)在顯示裝置上。如圖4c中所示，第一區(qū)塊421為連續(xù)邊沿410與該第一象素點(diǎn)群420中的各個(gè)象素所分布圍成的區(qū)塊，第二區(qū)塊441為該連續(xù)邊沿410與第二象素點(diǎn)群440中的各個(gè)象素所分布圍成的區(qū)塊(圖4c的實(shí)心黑點(diǎn)為第一象素群組420的象素，空心點(diǎn)為第二象素群組440的象素)。此外，圖像信號(hào)處理模塊使用外插法以決定補(bǔ)點(diǎn)位置上象素的圖像參數(shù)。在此實(shí)施例中，圖像信號(hào)處理模塊可使用線性外插法(linearextrapolation)、非線性外插法(non-linear extrapolation)及最近相鄰?fù)獠宸?nearest neighbor extrapolation)等外插法的其中之一。
接著執(zhí)行圖1中的步驟111，圖像信號(hào)處理模塊查看是否已處理完圖像信號(hào)中的所有象素。若是，圖像信號(hào)處理模塊將結(jié)束本實(shí)施例的圖像放大及優(yōu)化方法；若否，圖像信號(hào)處理模塊將執(zhí)行步驟113。在步驟113中，圖像信號(hào)處理模塊自該圖像信號(hào)獲取下一個(gè)未經(jīng)過處理的單元陣列200。
圖5所示為本發(fā)明的第二實(shí)施例，也為圖像放大及優(yōu)化方法，適用于圖像處理裝置。第二實(shí)施例大致上與第一實(shí)施例相同，唯一不同的地方為圖像信號(hào)處理模塊比較象素的圖像參數(shù)的方式以及產(chǎn)生連續(xù)邊沿410的方式。
在步驟501中，圖像信號(hào)處理模塊首先比較單元陣列200中的各兩個(gè)象素的圖像參數(shù)。換言之，圖像信號(hào)處理模塊比較象素201與象素202的圖像參數(shù)、象素201與象素203的圖像參數(shù)、象素201與象素204的圖像參數(shù)、象素202與象素203的圖像參數(shù)、象素202與象素204的圖像參數(shù)及象素203與象素204的圖像參數(shù)。在比較各個(gè)圖像參數(shù)的同時(shí)，以象素201與象素202為例，若象素201與象素202的參數(shù)差值小于臨界值，圖像信號(hào)處理模塊便暫時(shí)判斷該兩個(gè)象素為同一象素點(diǎn)群，并產(chǎn)生第一參考值；若象素201與象素202的參數(shù)差值大于該臨界值，圖像信號(hào)處理模塊便判斷該兩個(gè)象素分為不同象素點(diǎn)群，并產(chǎn)生第二參考值。圖像信號(hào)處理模塊利用相同方式比較其他象素的圖像參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)比較結(jié)果將參數(shù)差值小于臨界值的兩個(gè)象素歸納為第一象素點(diǎn)群420，且參數(shù)差值大于臨界值的兩個(gè)象素分別歸納為第一象素點(diǎn)群420及第二象素點(diǎn)群440。此外，圖像信號(hào)處理模塊會(huì)根據(jù)各個(gè)比較結(jié)果所產(chǎn)生的第一參考值及第二參考值而產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)組，為由第一參考值及第二參考值組合的六個(gè)參數(shù)。在此實(shí)施例中，第一參考值為1，第二參考值0。但此兩個(gè)參考值可依使用者的個(gè)人喜好而定。
在步驟503中，圖像處理裝置的存儲(chǔ)器可儲(chǔ)存有多個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)，且分別對(duì)應(yīng)至一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)組。因此，圖像信號(hào)處理模塊可根據(jù)步驟501中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號(hào)組直接從存儲(chǔ)器載入連續(xù)函數(shù)，以代表單元陣列200的連續(xù)邊沿410。其中，存儲(chǔ)器所儲(chǔ)存的連續(xù)函數(shù)可由第一實(shí)施例中步驟107所述的方法而產(chǎn)生。
圖6所示為本發(fā)明的第三實(shí)施例的流程圖。本發(fā)明的第三實(shí)施例也是圖像放大及優(yōu)化方法，適用于圖像處理裝置。第三實(shí)施例大致上與第一實(shí)施例相同，唯一不同的地方為圖像信號(hào)處理模塊產(chǎn)生連續(xù)邊沿410的方式。
為了便于說明，在此假設(shè)單元陣列200在步驟105已被歸納為類型E。在步驟601中，圖像信號(hào)處理模塊自該圖像信號(hào)獲取外圍陣列700，其中外圍陣列700包含十二個(gè)輔助象素(輔助象素205至輔助象素216)，且包圍單元陣列200，如圖7a所示。此外，各個(gè)輔助象素也分別具有圖像參數(shù)。
接著執(zhí)行步驟603，圖像信號(hào)處理模塊比較各個(gè)輔助象素的圖像參數(shù)，以將各個(gè)輔助象素歸類于第一象素群組420及第二象素群組440其中之一，并將單元陣列200及外圍陣列700的組合歸類于一個(gè)次類型。其中，圖像信號(hào)處理模塊所使用的歸類方式與步驟105中歸類單元陣列200的象素的方式類似。如圖7b及圖7c的樹狀圖所示，若單元陣列200在步驟105被歸納為類型E，步驟603更可將單元陣列200及外圍陣列700的組合歸類出七種次類型，分別為次類型E1、次類型E2、次類型E3、次類型E4、次類型E5、次類型E6及次類型E7。若圖像信號(hào)處理模塊在比較步驟701中判斷象素204與輔助象素211的圖像參數(shù)的參數(shù)差值小于第一臨界值T1，圖像信號(hào)處理模塊可利用圖7b所示的樹狀圖，將單元陣列200及外圍陣列700的組合歸類為次類型E1、次類型E3、次類型E5、次類型E6及次類型E7其中之一。若圖像信號(hào)處理模塊在比較步驟703中判斷象素203與輔助象素211的圖像參數(shù)的參數(shù)差值小于第一臨界值T1，圖像信號(hào)處理模塊可利用圖7c所示的樹狀圖，將單元陣列200及外圍陣列700的組合歸類為次類型E2及次類型E4其中之一。
接著執(zhí)行步驟605。假設(shè)單元陣列200及外圍陣列700的組合在步驟603被歸納為次類型E5。圖像信號(hào)處理模塊將接著產(chǎn)生連續(xù)函數(shù)以代表連續(xù)邊沿410，其中圖像信號(hào)處理模塊可直接載入對(duì)應(yīng)至次類型E5的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)，或者直接計(jì)算出連續(xù)邊沿410的連續(xù)函數(shù)。圖像信號(hào)處理模塊計(jì)算出預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)與第一實(shí)施例的步驟107所描述的方式大致相同。若單元陣列200及外圍陣列700的組合在步驟603被歸納為次類型E5，圖像信號(hào)處理模塊可由圖像處理裝置的存儲(chǔ)器載入次類型E5的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿連續(xù)函數(shù)，作為連續(xù)邊沿410的連續(xù)函數(shù)。
圖7d將簡(jiǎn)單說明圖像信號(hào)處理模塊如何產(chǎn)生次類型E5的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿連續(xù)函數(shù)的過程。如圖7d所示，圖像信號(hào)處理模塊首先產(chǎn)生一個(gè)屬于次類型E5的預(yù)設(shè)單元陣列200’及預(yù)設(shè)外圍陣列700’，其中單元陣列200及預(yù)設(shè)單元陣列200’為完全相應(yīng)的象素陣列，外圍陣列700及預(yù)設(shè)外圍陣列700’為完全相應(yīng)的象素陣列(象素203對(duì)應(yīng)至象素203’，象素204對(duì)應(yīng)至象素204’，輔助象素206對(duì)應(yīng)至輔助象素206’，第一象素點(diǎn)群420對(duì)應(yīng)至第一象素點(diǎn)群420’，第二象素點(diǎn)群440對(duì)應(yīng)至第二象素點(diǎn)群440’)。在圖7d中，實(shí)心黑點(diǎn)為第一象素群組420’的象素或輔助象素，空心點(diǎn)為第二象素群組440’的象素或輔助象素)。接著，圖像信號(hào)處理模塊產(chǎn)生的第一參考線430，通過該第一象素點(diǎn)群420’中最接近第二象素點(diǎn)群440’中的兩個(gè)象素及輔助象素其中之二(也就是圖7d中的象素203’及輔助象素206’)。圖像信號(hào)處理模塊產(chǎn)生的第二參考線450平行于第一參考線430，較佳通過第二象素群組440’中距該第一參考線430最近的象素，也就是象素204’。接著圖像信號(hào)處理模塊取第一參考線430及第二參考線450的中線為連續(xù)邊沿410。
圖7e所示為類型E中的七個(gè)次類型的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿。(a)為對(duì)應(yīng)至類型E1的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，(b)為對(duì)應(yīng)至類型E2的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，(c)為對(duì)應(yīng)至類型E3的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，(d)為對(duì)應(yīng)至類型E4的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，(e)為對(duì)應(yīng)至類型E5的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，(f)為對(duì)應(yīng)至類型E6的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，且(g)為對(duì)應(yīng)至類型E7的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿。
在此實(shí)施例中，圖像信號(hào)處理模塊可產(chǎn)生四十二個(gè)不同的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，分別對(duì)應(yīng)至單元陣列200及外圍陣列700的組合的其中一種次類型，并將對(duì)應(yīng)的各個(gè)連續(xù)函數(shù)儲(chǔ)存至圖像處理裝置的存儲(chǔ)器中，以供圖像信號(hào)處理模塊載入。在實(shí)施例中，圖像信號(hào)處理模塊可將單元陣列200歸類出六種類型(類型A至類型F)，而每一個(gè)單元陣列200的類型又可歸類出七種次類型(如次類型E1至次類型E7)，因此圖像信號(hào)處理模塊一共可歸類出四十二種次類型，且也產(chǎn)生四十二個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，分別對(duì)應(yīng)至其中一種次類型。
本發(fā)明的第四實(shí)施例也為一圖像放大及優(yōu)化方法，適用于圖像處理裝置。此實(shí)施例與本發(fā)明的第三實(shí)施例類似，其不同的地方為執(zhí)行圖像放大及優(yōu)化方法的步驟順序略有調(diào)整。
圖8所示為本發(fā)明的第四實(shí)施例的流程圖。首先由步驟801開始。在步驟801中，圖像信號(hào)處理模塊會(huì)接收?qǐng)D像信號(hào)。接著執(zhí)行步驟803，圖像信號(hào)處理模塊自圖像信號(hào)獲取單元陣列200及外圍陣列700。此步驟與第三實(shí)施例不同的地方是，第三實(shí)施例是先獲取單元陣列200，將單元陣列200處理后(第三實(shí)施例的步驟103及步驟105)，再獲取外圍陣列700(第三實(shí)施例的步驟601)。但在此步驟803中，圖像信號(hào)處理模塊同時(shí)獲取單元陣列200及外圍陣列700。
接著執(zhí)行步驟805，圖像信號(hào)處理模塊產(chǎn)生四十二個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)，并將各個(gè)連續(xù)函數(shù)儲(chǔ)存至圖像處理裝置的存儲(chǔ)器。圖像信號(hào)處理模塊產(chǎn)生預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)的方法與第三實(shí)施例中所使用的方法相同。如第三實(shí)施例的步驟605所說明的產(chǎn)生預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿連續(xù)函數(shù)的方法，圖像信號(hào)處理模塊針對(duì)四十二種單元陣列200及外圍陣列700組合分別產(chǎn)生對(duì)應(yīng)至各個(gè)組合的預(yù)設(shè)單元陣列200’及預(yù)設(shè)外圍陣列700’。接著，圖像信號(hào)處理模塊在每一個(gè)預(yù)設(shè)單元陣列200’及預(yù)設(shè)外圍陣列700’組合中產(chǎn)生第一參考線430及第二參考線450，并最后利用第一參考線430及第二參考線450計(jì)算出預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)。其中，每一個(gè)連續(xù)函數(shù)所代表的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿穿越預(yù)設(shè)單元陣列200’的象素之間。
接著執(zhí)行步驟807，圖像信號(hào)處理模塊比較單元陣列200的各個(gè)象素及外圍陣列700的各個(gè)輔助象素的圖像參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)圖像參數(shù)比較結(jié)果將各個(gè)象素及各個(gè)輔助象素分別歸類于第一象素點(diǎn)群420及第二象素點(diǎn)群440其中之一，以將單元陣列200及外圍陣列700的組合歸類為四十二種次類型其中之一。在此步驟中，圖像信號(hào)處理模塊首先可使用第三實(shí)施例的步驟105所述的歸類方式將單元陣列200歸類為六種類型的其中之一。圖像信號(hào)處理模塊接著可使用第三實(shí)施例的步驟603所述的歸類方式將單元陣列200及外圍陣列700的組合歸類為四十二種次類型其中之一。
接著執(zhí)行步驟809，當(dāng)單元陣列200及外圍陣列700的組合歸類于次類型后，圖像信號(hào)處理模塊由圖像處理裝置的存儲(chǔ)器載入對(duì)應(yīng)至此次類型的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)作為單元陣列200及外圍陣列700的組合的連續(xù)邊沿410。
接著執(zhí)行步驟811，其中此象素補(bǔ)點(diǎn)步驟與第三實(shí)施例的步驟109相同。
接著執(zhí)行步驟813，其中圖像信號(hào)處理模塊查看是否已處理完圖像信號(hào)中的所有象素。若是，圖像信號(hào)處理模塊將結(jié)束本實(shí)施例的圖像放大及優(yōu)化方法；若否，圖像信號(hào)處理模塊將執(zhí)行步驟815。
在步驟815中，圖像信號(hào)處理模塊自該圖像信號(hào)獲取下一個(gè)未經(jīng)過處理的單元陣列200及外圍陣列700的組合。
本發(fā)明的第五實(shí)施例為一圖像處理裝置。圖9為圖像處理裝置9的硬件統(tǒng)示意圖。如第9圖所示，圖像處理裝置9包含圖像信號(hào)獲取模塊910、圖像信號(hào)處理模塊930、RAM存儲(chǔ)器950及ROM存儲(chǔ)器970，其中圖像信號(hào)獲取模塊910、RAM存儲(chǔ)器950及ROM存儲(chǔ)器970分別電性耦接于圖像信號(hào)處理模塊930。圖像信號(hào)獲取模塊910接收來自圖像來源的圖像信號(hào)920，并將其傳送至圖像信號(hào)處理模塊930。其中，圖像信號(hào)920可為由電視臺(tái)所傳送出的電視信號(hào)、由在互聯(lián)網(wǎng)所下載的圖像文件、由數(shù)碼相機(jī)所拍攝的照片文件等。ROM存儲(chǔ)器970可儲(chǔ)存有指令程序，且圖像信號(hào)處理模塊930可根據(jù)此指令程序控制其他元件，用以執(zhí)行本發(fā)明所提供的圖像放大及優(yōu)化方法或者其他相關(guān)工作。在此實(shí)施例中，圖像信號(hào)處理模塊930可為數(shù)字信號(hào)處理器，或其他不同的圖像信號(hào)處理器。此外，于執(zhí)行工作的過程中，圖像信號(hào)處理模塊930可利用RAM存儲(chǔ)器950來輔助圖像信號(hào)處理模塊930執(zhí)行必要的數(shù)據(jù)運(yùn)算。
如圖9所示，圖像信號(hào)獲取模塊910具有緩沖器911及時(shí)序控制器913。圖像信號(hào)處理模塊930具有邏輯模塊931及內(nèi)插器/外插器933。邏輯模塊931可為軟件程序、專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit)等軟件或硬件模塊，用以控制圖像信號(hào)處理模塊930執(zhí)行前述比較圖像參數(shù)的相關(guān)工作。
當(dāng)圖像信號(hào)處理模塊930控制圖像信號(hào)獲取模塊910讀取圖像信號(hào)920后，圖像信號(hào)獲取模塊910首先將圖像信號(hào)920暫時(shí)地儲(chǔ)存于緩沖器911中。接著，圖像信號(hào)處理模塊930會(huì)控制時(shí)序控制器913傳送時(shí)脈至緩沖器911，使緩沖器911由圖像信號(hào)920中獲取單元陣列200及外圍陣列700，并將其傳送至圖像信號(hào)處理模塊930。
當(dāng)單元陣列200及外圍陣列700傳送至圖像信號(hào)處理模塊930后，圖像信號(hào)處理模塊930控制邏輯模塊931比較單元陣列200的各個(gè)象素及外圍陣列700的各個(gè)輔助象素的圖像參數(shù)，歸類各個(gè)象素及各個(gè)輔助象素分別于第一象素點(diǎn)群420及第二象素點(diǎn)群440其中之一，并將單元陣列200及外圍陣列700的組合歸類為四十二種次類型的其中之一，詳細(xì)過程請(qǐng)參考第四實(shí)施例的步驟807。若在邏輯模塊931的比較過程中需執(zhí)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)時(shí)(當(dāng)邏輯模塊931判斷單元陣列200中的兩個(gè)象素參數(shù)差值介于第一臨界值T1及第二臨界值T2之間)，圖像信號(hào)處理模塊930傳送單元陣列200及外圍陣列700至內(nèi)插器/外插器933，以針對(duì)單元陣列200及外圍陣列700進(jìn)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)。
若單元陣列200及外圍陣列700的組合可被圖像信號(hào)處理模塊930歸類為四十二種次類型的其中之一后，圖像信號(hào)處理模塊930將接著由ROM存儲(chǔ)器970載入對(duì)應(yīng)至單元陣列200及外圍陣列700組合的次類型的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿的連續(xù)函數(shù)，以作為單元陣列200及外圍陣列700的組合的連續(xù)邊沿410。在此實(shí)施例中，此預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿連續(xù)函數(shù)可通過圖像信號(hào)處理模塊930產(chǎn)生，其中圖像信號(hào)處理模塊930可產(chǎn)生四十二個(gè)不同的預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿連續(xù)函數(shù)，并將其儲(chǔ)存至ROM存儲(chǔ)器970中。詳細(xì)過程請(qǐng)參考第四實(shí)施例的步驟805。
接著，圖像信號(hào)處理模塊930將傳送單元陣列200、外圍陣列700及連續(xù)邊沿410的連續(xù)函數(shù)至內(nèi)插器/外插器933。其中，圖像信號(hào)處理模塊930控制內(nèi)插器/外插器933在單元陣列200中的第一區(qū)塊421及第二區(qū)塊441中進(jìn)行象素補(bǔ)點(diǎn)。詳細(xì)過程請(qǐng)參考第四實(shí)施例的步驟811。
如第一實(shí)施例至第五實(shí)施例所述的圖像放大及優(yōu)化方法及使用此方法的圖像處理裝置，當(dāng)圖像處理裝置使用此方法放大圖像區(qū)塊時(shí)，通過圖像邊沿的檢測(cè)以及內(nèi)插、外插的放大，可使放大后的圖像仍可保有銳利、平順的邊沿，并也可改善圖像邊沿模糊的問題。
本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已公開的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，包含于權(quán)利要求的精神及范圍的修改及均等設(shè)置均包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種圖像放大及優(yōu)化方法，用以處理圖像信號(hào)，包含自所述圖像信號(hào)獲取單元陣列，所述單元陣列包含多個(gè)象素，其中所述各個(gè)象素分別具有圖像參數(shù)；比較所述各個(gè)象素的所述圖像參數(shù)，并根據(jù)所述各個(gè)比較結(jié)果將所述各個(gè)象素歸類于第一象素點(diǎn)群及第二象素點(diǎn)群其中之一；產(chǎn)生連續(xù)邊沿，使所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群分別位于所述連續(xù)邊沿的兩側(cè)；在第一區(qū)塊及第二區(qū)塊中進(jìn)行象素補(bǔ)點(diǎn)并決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)，用以達(dá)到圖像放大的效果，其中所述第一區(qū)塊為所述連續(xù)邊沿與所述第一象素點(diǎn)群中的所述各個(gè)象素所分布的區(qū)塊，所述第二區(qū)塊為所述連續(xù)邊沿與所述第二象素點(diǎn)群中的所述各個(gè)象素所分布的區(qū)塊。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述單元陣列包含第一象素、第二象素、第三象素及第四象素，所述第一象素、所述第二象素、所述第三象素及所述第四象素呈正矩形排列。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟包含比較所述第一象素與所述第二象素的所述圖像參數(shù)、所述第三象素與所述第四象素的所述圖像參數(shù)及第一象素與所述第三象素的所述圖像參數(shù)，并根據(jù)所述各個(gè)圖像參數(shù)比較結(jié)果分別取得參數(shù)差值；若所述參數(shù)差值小于第一臨界值，判斷所述比較中的兩個(gè)象素在所述第一象素點(diǎn)群；若所述參數(shù)差值大于第二臨界值，判斷所述比較中的兩個(gè)象素分別在所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述單元陣列包含八個(gè)象素以4×2的方式排列。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)為輝度值、顏色值及色度值其中之一。
6.如權(quán)利要求1所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟包含比較所述單元陣列中的所述多個(gè)象素其中之二的所述圖像參數(shù)以取得參數(shù)差值；若所述參數(shù)差值小于第一臨界值，判斷所述兩個(gè)象素在所述第一象素點(diǎn)群；若所述參數(shù)差值大于第二臨界值，判斷所述兩個(gè)象素分別在所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群。
7.如權(quán)利要求1所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟包含兩兩比較所述單元陣列中的所述多個(gè)象素的所述圖像參數(shù)以分別取得參數(shù)差值；若所述參數(shù)差值小于臨界值，判斷所述兩個(gè)象素在所述第一象素點(diǎn)群，并產(chǎn)生第一參考值；若所述參數(shù)差值大于所述臨界值，判斷所述兩個(gè)象素分別在所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群，并產(chǎn)生第二參考值。
8.如權(quán)利要求7所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述連續(xù)邊沿產(chǎn)生步驟包含根據(jù)所述些第一參考值及第二參考值的組合產(chǎn)生所述連續(xù)邊沿。
9.如權(quán)利要求6所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟還包含若所述參數(shù)差值介于所述第一臨界值及所述第二臨界值之間，使用所述單元陣列中的所述多個(gè)象素進(jìn)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)的方式包含使用二維三次內(nèi)插法、二維線性內(nèi)插法及最近相鄰內(nèi)插法其中之一。
11.如權(quán)利要求1所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述產(chǎn)生連續(xù)邊沿步驟包含產(chǎn)生連續(xù)函數(shù)代表所述連續(xù)邊沿。
12.如權(quán)利要求1所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述產(chǎn)生連續(xù)邊沿步驟包含產(chǎn)生第一參考線，所述第一參考線通過所述第一象素點(diǎn)群中最接近所述第二象素點(diǎn)群中的所述兩個(gè)象素；產(chǎn)生第二參考線，所述第二參考線平行于所述第一參考線，且位于所述第二象素點(diǎn)群的分布范圍內(nèi)；產(chǎn)生所述連續(xù)邊沿于所述第一參考線及所述第二參考線之間。
13.如權(quán)利要求12所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述第二參考線通過所述第二象素點(diǎn)群中距所述第一參考線最近的所述象素。
14.如權(quán)利要求12所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述連續(xù)邊沿位于所述第一參考線及所述第二參考線之間。
15.如權(quán)利要求1所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述象素補(bǔ)點(diǎn)步驟包含使用外插法決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)。
16.如權(quán)利要求1所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述產(chǎn)生連續(xù)邊沿步驟包含自所述圖像信號(hào)獲取外圍陣列，所述外圍陣列包含多個(gè)輔助象素，其中所述多個(gè)輔助象素包圍所述單元陣列，且所述各個(gè)輔助象素分別具有圖像參數(shù)；比較所述各個(gè)輔助象素的所述圖像參數(shù)，并根據(jù)所述各個(gè)比較結(jié)果將所述各個(gè)輔助象素歸類于所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群其中之一；產(chǎn)生第一參考線，所述第一參考線通過所述第一象素點(diǎn)群中最接近所述第二象素點(diǎn)群中的所述兩個(gè)象素；產(chǎn)生第二參考線，所述第二參考線平行于所述第一參考線，且位于所述第二象素點(diǎn)群的分布范圍內(nèi)；產(chǎn)生所述連續(xù)邊沿于所述第一參考線及所述第二參考線之間。
17.一種圖像放大及優(yōu)化方法，用以處理圖像信號(hào)，包含自所述圖像信號(hào)獲取單元陣列及外圍陣列，所述單元陣列包含多個(gè)象素，所述外圍陣列包含多個(gè)輔助象素，其中所述各個(gè)象素及所述各個(gè)輔助象素分別具有圖像參數(shù)；產(chǎn)生多個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，所述各個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿分別穿越所述單元陣列的多個(gè)象素之間；比較所述各個(gè)象素及所述各個(gè)輔助象素的所述圖像參數(shù)，并根據(jù)所述各個(gè)圖像參數(shù)比較結(jié)果將所述各個(gè)象素及所述各個(gè)輔助象素歸類于第一象素點(diǎn)群及第二象素點(diǎn)群其中之一；根據(jù)所述各個(gè)象素及所述各個(gè)輔助象素的所述圖像參數(shù)比較結(jié)果載入所述多個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿其中之一作為連續(xù)邊沿；在第一區(qū)塊及第二區(qū)塊中進(jìn)行象素補(bǔ)點(diǎn)并決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)，用以達(dá)到圖像放大的效果，其中所述第一區(qū)塊為所述連續(xù)邊沿與所述第一象素點(diǎn)群中的所述各個(gè)象素所分布的區(qū)塊，所述第二區(qū)塊為所述連續(xù)邊沿與所述第二象素點(diǎn)群中的所述各個(gè)象素所分布的區(qū)塊。
18.如權(quán)利要求17所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述單元陣列包含第一象素、第二象素、第三象素及第四象素，其中所述第一象素、所述第二象素、所述第三象素及所述第四象素呈正矩形排列，且所述多個(gè)輔助象素包圍所述單元陣列。
19.如權(quán)利要求17所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)為輝度值、顏色值及色度值其中之一。
20.如權(quán)利要求17所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述產(chǎn)生連續(xù)邊沿步驟包含產(chǎn)生連續(xù)函數(shù)代表所述連續(xù)邊沿。
21.如權(quán)利要求17所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述產(chǎn)生連續(xù)邊沿步驟包含產(chǎn)生第一參考線，所述第一參考線經(jīng)過所述單元陣列，且通過所述單元陣列的所述象素及所述外圍陣列中的所述輔助象素其中之二。產(chǎn)生第二參考線，所述第二參考線平行于所述第一參考線，其中所述第二參考線經(jīng)過所述單元陣列，且通過最接近所述第一參考線的所述象素；產(chǎn)生所述連續(xù)邊沿于所述第一參考線及所述第二參考線之間。
22.如權(quán)利要求21所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述連續(xù)邊沿位于所述第一參考線及所述第二參考線之間。
23.如權(quán)利要求17所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟包含比較所述單元陣列中的所述多個(gè)象素其中之二的所述圖像參數(shù)以取得參數(shù)差值；若所述參數(shù)差值小于第一臨界值，判斷所述兩個(gè)象素在所述第一象素點(diǎn)群；若所述參數(shù)差值大于第二臨界值，判斷所述兩個(gè)象素分別在所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群。
24.如權(quán)利要求23所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述圖像參數(shù)比較步驟還包含若所述參數(shù)差值介于所述第一臨界值及所述第二臨界值之間，使用所述單元陣列中的所述多個(gè)象素進(jìn)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)。
25.如權(quán)利要求24所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)的方式包含使用二維三次內(nèi)插法、二維線性內(nèi)插法及最近相鄰內(nèi)插法其中之一。
26.如權(quán)利要求17所述的圖像放大及優(yōu)化方法，其中所述象素補(bǔ)點(diǎn)步驟包含使用外插法決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)。
27.一種圖像處理裝置，供處理圖像信號(hào)，包含圖像信號(hào)獲取模塊，自所述圖像信號(hào)獲取單元陣列及外圍陣列，所述單元陣列包含多個(gè)象素，所述外圍陣列包含多個(gè)輔助象素，其中所述各個(gè)象素及所述各個(gè)輔助象素分別具有圖像參數(shù)；存儲(chǔ)器，儲(chǔ)存有多個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿，其中所述各個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿分別穿越所述單元陣列的多個(gè)象素之間；圖像信號(hào)處理模塊，用以比較所述各個(gè)象素及所述各個(gè)輔助象素的所述圖像參數(shù)，并根據(jù)所述各個(gè)圖像參數(shù)比較結(jié)果將所述各個(gè)象素及所述各個(gè)輔助象素歸類于第一象素點(diǎn)群及第二象素點(diǎn)群其中之一；根據(jù)所述各個(gè)象素及所述各個(gè)輔助象素的所述圖像參數(shù)比較結(jié)果，從所述存儲(chǔ)器載入所述多個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿其中之一作為連續(xù)邊沿；在第一區(qū)塊及第二區(qū)塊中進(jìn)行象素補(bǔ)點(diǎn)并決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)，用以達(dá)到圖像放大的效果，其中所述第一區(qū)塊為所述連續(xù)邊沿與所述第一象素點(diǎn)群中的所述各個(gè)象素所分布的區(qū)塊，所述第二區(qū)塊為所述連續(xù)邊沿與所述第二象素點(diǎn)群中的所述各個(gè)象素所分布的區(qū)塊。
28.如權(quán)利要求27所述的圖像處理裝置，其中所述單元陣列包含第一象素、第二象素、第三象素及第四象素，其中所述第一象素、所述第二象素、所述第三象素及所述第四象素呈正矩形排列，且所述多個(gè)輔助象素包圍所述單元陣列。
29.如權(quán)利要求27所述的圖像處理裝置，其中所述圖像參數(shù)為輝度值、顏色值及色度值其中之一。
30.如權(quán)利要求27所述的圖像處理裝置，其中所述預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿以連續(xù)函數(shù)代表的方式儲(chǔ)存于所述存儲(chǔ)器中。
31.如權(quán)利要求27所述的圖像處理裝置，其中所述圖像信號(hào)處理模塊包含邏輯模塊用以比較所述單元陣列中的所述多個(gè)象素其中之二以取得參數(shù)差值，若所述邏輯模塊判斷所述參數(shù)差值小于第一臨界值，所述圖像信號(hào)處理模塊判斷所述兩個(gè)象素在所述第一象素點(diǎn)群，若所述邏輯模塊判斷所述參數(shù)差值大于第二臨界值，所述圖像信號(hào)處理模塊判斷所述兩個(gè)象素分別在所述第一象素點(diǎn)群及所述第二象素點(diǎn)群。
32.如權(quán)利要求31所述的圖像處理裝置，其中若所述邏輯模塊判斷所述參數(shù)差值介于所述第一臨界值及所述第二臨界值之間，所述圖像信號(hào)處理模塊使用所述單元陣列中的所述多個(gè)象素進(jìn)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)。
33.如權(quán)利要求32所述的圖像處理裝置，其中所述圖像信號(hào)處理模塊進(jìn)行內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)的方式包含使用二維三次內(nèi)插法、二維線性內(nèi)插法及最近相鄰內(nèi)插法其中之一。
34.如權(quán)利要求27所述的圖像處理裝置，其中所述圖像信號(hào)處理模塊進(jìn)行象素補(bǔ)點(diǎn)的方式包含使用外插法決定補(bǔ)點(diǎn)的圖像參數(shù)。
全文摘要
提供一種圖像放大及優(yōu)化方法及使用此方法的圖像處理裝置。該圖像處理裝置主要包含圖像信號(hào)獲取模塊、存儲(chǔ)器及圖像信號(hào)處理模塊，以執(zhí)行下列圖像放大及優(yōu)化方法圖像信號(hào)獲取模塊自圖像信號(hào)獲取單元陣列及外圍陣列，該單元陣列包含多個(gè)像素，該外圍陣列包含多個(gè)輔助像素，其中各個(gè)像素及各個(gè)輔助像素分別具有圖像參數(shù)；存儲(chǔ)器儲(chǔ)存有多個(gè)預(yù)設(shè)連續(xù)邊沿；圖像信號(hào)處理模塊比較各個(gè)像素及各個(gè)輔助像素的圖像參數(shù)，并根據(jù)各個(gè)圖像參數(shù)比較結(jié)果將各個(gè)像素及各個(gè)輔助像素歸類于第一像素點(diǎn)群及第二像素點(diǎn)群其中之一。本發(fā)明可使放大后的圖像仍可保有銳利、平順的邊沿，并也可改善圖像邊沿模糊的問題。
文檔編號(hào)H04N7/01GK101079253SQ20071011202
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月21日
發(fā)明者莊仁輝, 吳思慧, 林泓宏, 黃世雄, 謝曜任 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司