專利名稱：增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種影像處理方法，特別是關(guān)于一種可應(yīng)用于各式主機(jī)板、顯示卡或影像處理裝置的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)今顯示技術(shù)不斷進(jìn)步，早期映像管式的顯示幕以逐漸淘汰，取而代之的為液晶(Liquid Crystal)或電漿(Plasma)的平面型式顯示裝置。且大部份的平面型式顯示裝置具有(1920X1080p)的高規(guī)范(High Definition，HD)分辨率(resolution)。但一般影像格式的分辨率屬于低于高規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(Standard Definition，SD)，為了使分辨率較低的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范影像輸入至高規(guī)范顯示裝置時(shí)仍維持有高規(guī)范的效果，需有效解決影像與顯示裝置匹配顯示的問題?？衫糜跋裉幚砑夹g(shù)(Video Upsampling)以及數(shù)字影像強(qiáng)化技術(shù)(superresolution)將分辨率較低的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范影像顯示于高規(guī)范顯示裝置，但影像強(qiáng)化技術(shù)相較于基本影像分辨率提高轉(zhuǎn)換濾波器的方法，其復(fù)雜度高且需要即大的硬件計(jì)算支持，因此，大多數(shù)的影像產(chǎn)品寧可采用復(fù)雜度較低的影像分辨率提高轉(zhuǎn)換濾波器方法。影像分辨率提高轉(zhuǎn)方法可支持影像邊緣與紋理以及影像毛邊現(xiàn)象與噪聲的處理， 其包含有線性與非線性二種方法。線性方法一般為雙線性補(bǔ)插(bilinearinterpolation)， 線性方法成本低，且可減少毛邊現(xiàn)象(artifact)，降低影像模糊，最常整合于顯示卡中，但影像邊緣仍存在許多放射(overshoot)，并且毛邊現(xiàn)象并未能完全消除。采用非線性方法將能夠有效改善線性方法的缺失，但影像細(xì)小邊緣仍是相當(dāng)?shù)哪：Ｓ需b于此，本發(fā)明針對(duì)上述該些困擾與目標(biāo)，提出一種增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，以將分辨率較低的影像轉(zhuǎn)換成為高分辨率顯示的影像處理技術(shù)，并且復(fù)雜度低， 能夠普遍應(yīng)用于各種顯示裝置或影像處理硬件裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在提供一種增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其能夠大幅減少影像噪聲，以及影像邊緣放射與毛邊，降低影像模糊，有效提升影像分辨率。本發(fā)明的另一目的在提供一種增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其復(fù)雜度即低，不需大量硬件計(jì)算支持，且能夠與各式中央處理器、影像處理晶片、主機(jī)板、顯示卡及數(shù)字影像處理器搭配，實(shí)用性即佳。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，包括步驟轉(zhuǎn)換一影像成為一影像圖層；通過一雙向?yàn)V波器除去該影像圖層的噪聲，產(chǎn)生一高分辨率影像圖層；以及通過一銳化濾波器梯度化該高分辨率影像圖層，除去該高分辨率影像圖層的非均勻邊緣，產(chǎn)生一銳化影像圖層，并且經(jīng)由一補(bǔ)插濾波器補(bǔ)插該銳化影像圖層，產(chǎn)生高解析影像圖層。
本發(fā)明提出的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其將影像轉(zhuǎn)換成為影像圖層； 影像圖層通過雙向?yàn)V波器平滑消除影像圖層亮度值變化量小的噪聲，保留亮度值變化量大的邊緣，產(chǎn)生高分辨率影像圖層；將高分辨率影像圖層的每一像素經(jīng)由數(shù)據(jù)相依三角剖分， 使每一像素具有一對(duì)角線，且區(qū)分高分辨率影像圖層為多個(gè)水平區(qū)塊及垂直區(qū)塊，并通過對(duì)角線將高分辨率影像圖層建立為多個(gè)水平像素域以及垂直像素域，水平像素域與垂直像素域通過銳化濾波器梯度化，以除去高分辨率影像圖層的非均勻邊緣，產(chǎn)生銳化影像圖層； 并且經(jīng)由補(bǔ)插濾波器計(jì)算水平像素域與垂直像素域的中心像素點(diǎn)，以及相對(duì)應(yīng)該中心像素點(diǎn)的對(duì)立像素點(diǎn)，產(chǎn)生補(bǔ)插像素對(duì)銳化影像圖層進(jìn)行補(bǔ)插，以產(chǎn)生高解析影像圖層。本發(fā)明的有益效果在于，能夠大幅降低影像模糊，提升影像分辨率，且可廣泛裝載于各式影像處理的硬件裝置。底下通過具體實(shí)施例配合所附的圖式詳加說明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。


圖1為本發(fā)明增強(qiáng)影像邊緣解析的流程圖。圖加為本發(fā)明數(shù)據(jù)相依三角剖分剖分像素的示意圖。圖2b為本發(fā)明數(shù)據(jù)相依三角剖分高分辨率影像圖像的示意圖。圖3a為本發(fā)明高分辨率影像圖層區(qū)分為水平區(qū)塊建立水平像素域的示意圖。圖北為本發(fā)明高分辨率影像圖層區(qū)分為垂直區(qū)塊建立垂直像素域的示意圖。附圖標(biāo)記說明10-高分辨率影像；12-像素；14-對(duì)角線；20-水平區(qū)塊；22-水平像素域；30-垂直區(qū)塊；32-垂直像素域。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其利用雙向?yàn)V波器消除影像圖層噪聲，并同時(shí)保持平順的邊緣，再通過銳化濾波器梯度化影像圖層，減少影像圖層毛邊現(xiàn)象造成的非均勻邊緣，且增加影像圖層的紋理與邊緣細(xì)節(jié)，最后通過補(bǔ)插濾波器補(bǔ)插影像圖層，增加影像圖層解析。底下則將以較佳實(shí)施例詳述本發(fā)明的技術(shù)特征。圖1為本發(fā)明增強(qiáng)影像邊緣解析的流程圖，如圖所示，首先，如步驟S10，將一影像轉(zhuǎn)換成為一影像圖層，影像圖層的格式為色光三原色(RGB)、亮度色調(diào)飽和度(YUV)或明度紅綠度黃藍(lán)度(CIE-Lab)。之后，如步驟S12，計(jì)算影像圖層的模糊增益，并依據(jù)模糊增益計(jì)算硬件執(zhí)行雙向?yàn)V波器進(jìn)行影像圖層濾波的復(fù)雜度，以判別硬件負(fù)荷，當(dāng)復(fù)雜度未高于硬件負(fù)荷時(shí)，如步驟 S14，將以一反向強(qiáng)度高斯雙向?yàn)V波器(Inverted IntensityGaussian Bilateral Filter, IIG Bilateral Filter)消除影像圖層的噪聲，產(chǎn)生一高分辨率影像圖層；當(dāng)復(fù)雜度高于硬件負(fù)荷時(shí)，如步驟S16，則以一般的高斯模糊濾波器去除影像圖層的噪聲。由于部份整合顯示卡的主機(jī)板或硬件裝置無法支持過于復(fù)雜的雙向?yàn)V波器濾波影像圖層的運(yùn)算，因此，在硬件無法負(fù)荷運(yùn)算時(shí)，采取高斯模糊濾波器進(jìn)行影像圖層濾波，減少濾波時(shí)運(yùn)算復(fù)雜度。再來，如步驟S18，通過一銳化濾波器將高分辨率影像圖層梯度化，除去高分辨率
5影像圖層中放射(overshoot)所造成的非均勻邊緣，增強(qiáng)紋理與邊緣細(xì)節(jié)，以產(chǎn)生一銳化影像圖層。接著，如步驟S20，利用一補(bǔ)插濾波器補(bǔ)插銳化影像圖層，產(chǎn)生一高解析影像圖層。最后，如步驟S22，將經(jīng)過濾波、梯度化及補(bǔ)插成為高解析影像圖層的影像圖層還原為影像的格式，以供高規(guī)范顯示裝置進(jìn)行顯示。以上為本發(fā)明影像處理的流程說明，底下將對(duì)于反向強(qiáng)度高斯雙向?yàn)V波器的濾波器設(shè)計(jì)，以及銳化濾波器、補(bǔ)插濾波器進(jìn)行影像圖層的梯度化及補(bǔ)插做詳細(xì)說明。反向強(qiáng)度高斯雙向?yàn)V波器細(xì)分為水平反向強(qiáng)度高斯雙向?yàn)V波器與垂直反向強(qiáng)度高斯雙向?yàn)V波器，影像圖層先通過水平反向強(qiáng)度高斯雙向?yàn)V波器水平濾波處理后，再經(jīng)由垂直反向強(qiáng)度高斯雙向?yàn)V波器進(jìn)行垂直濾波處理，以消除影像圖層的噪聲，產(chǎn)生高分辨率影像圖層。為了有效將影像圖層的噪聲(tricklenoise)與毛邊現(xiàn)象(compression artifact)去除，并同時(shí)保持平順邊緣，反向強(qiáng)度高斯雙向?yàn)V波器的設(shè)計(jì)將如下列式(1)、 式O)、式⑶及式⑷推導(dǎo)所示
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，包含有下列步驟 轉(zhuǎn)換一影像成為一影像圖層；通過一雙向?yàn)V波器除去該影像圖層的噪聲，產(chǎn)生一高分辨率影像圖層；以及通過一銳化濾波器梯度化該高分辨率影像圖層，除去該高分辨率影像圖層的非均勻邊緣，產(chǎn)生一銳化影像圖層，并且經(jīng)由一補(bǔ)插濾波器補(bǔ)插該銳化影像圖層，產(chǎn)生高解析影像圖層。
2.如權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，更包括轉(zhuǎn)換該高解析影像圖層的步驟，將該高解析影像圖層還原為該影像的格式。
3.如權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，該影像轉(zhuǎn)換成為色光三原色、亮度色調(diào)飽和度或明度紅綠度黃藍(lán)度等格式的該影像圖層。
4.如權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，該雙向?yàn)V波器為一反向強(qiáng)度高斯雙向?yàn)V波器。
5.如權(quán)利要求4所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，該反向強(qiáng)度高斯雙向?yàn)V波器除去該影像圖層的噪聲滿足下列條件Djl (a) J (C)) 2 1fqP(a),P(c)),2^ ^ —1(g/(a),/(c)).2 ^ D(F\a),P{c)).2⑴；其中，函數(shù)B(c)為強(qiáng)度域的增強(qiáng)，c為一像素，a為像素c的一相鄰像素，函數(shù)I (a) 和I (c)為反射一像素強(qiáng)度值的顏色空間，函數(shù)P(a)和P(c)為反射一像素的位置，函數(shù) D(I(a), 1(c))和D (P (a)，P (C))為距離函數(shù)，C為一常數(shù)，該影像圖層的噪聲去除滿足公式 (1)所示，經(jīng)由以上公式(1)計(jì)算將確保該影像圖層的像素的空間域與強(qiáng)度域同時(shí)進(jìn)行高斯模糊化處理，該影像圖層中亮度值變化量小的噪聲將平滑消除，保留該影像圖層中亮度值變化量大的邊緣，以產(chǎn)生該高分辨率影像圖層。
6.如權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，在通過該銳化濾波器梯度化該高分辨率影像圖層的步驟中，該高分辨率影像圖層通過數(shù)據(jù)相依三角剖分，剖分該高分辨率影像圖層的每一像素，每一該像素將具有一對(duì)角線。
7.如權(quán)利要求6所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，該高分辨率影像圖層區(qū)分為多個(gè)水平區(qū)塊，且通過該對(duì)角線建立多個(gè)水平像素域，該水平像素域?qū)⑼ㄟ^該銳化濾波器梯度化。
8.如權(quán)利要求7所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，兩相鄰該對(duì)角線具有共點(diǎn)，通過該對(duì)角線建立的該水平像素域?yàn)槿切巍?br> 9.如權(quán)利要求7所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，兩相鄰該對(duì)角線相互平行，通過該對(duì)角線建立的該水平像素域?yàn)樗倪呅巍?br> 10.如權(quán)利要求6所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，該高分辨率影像圖層區(qū)分為多個(gè)垂直區(qū)塊，且通過該對(duì)角線建立多個(gè)垂直像素域，該垂直像素域?qū)⑼ㄟ^該銳化濾波器梯度化。
11.如權(quán)利要求10所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，兩相鄰該對(duì)角線具有共點(diǎn)，通過該對(duì)角線建立的該垂直像素域?yàn)槿切巍?br> 12.如權(quán)利要求10所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，兩相鄰該對(duì)角線相互平行，通過該對(duì)角線建立的該垂直像素域?yàn)樗倪呅巍?br> 13.如權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，該銳化濾波器為一高通銳化濾波器。
14.如權(quán)利要求7所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，該補(bǔ)插濾波器計(jì)算該水平像素域的中心像素點(diǎn)，及相對(duì)應(yīng)該中心像素點(diǎn)的對(duì)立像素點(diǎn)，產(chǎn)生補(bǔ)插像素進(jìn)行補(bǔ)插。
15.如權(quán)利要求10所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，該補(bǔ)插濾波器計(jì)算該垂直像素域的中心像素點(diǎn)，及相對(duì)應(yīng)該中心像素點(diǎn)的對(duì)立像素點(diǎn)，產(chǎn)生補(bǔ)插像素進(jìn)行補(bǔ)插。
16.如權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其特征在于，在雙向?yàn)V波器除去該影像圖層的噪聲的步驟中，將計(jì)算該影像圖層的模糊增益，且依據(jù)該模糊增益計(jì)算通過該雙向?yàn)V波器執(zhí)行濾波的復(fù)雜度，并且當(dāng)復(fù)雜度高于硬件負(fù)荷時(shí)，將以一高斯模糊濾波器進(jìn)行該影像圖層的噪聲的去除。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種增強(qiáng)影像邊緣解析的影像處理方法，其將影像轉(zhuǎn)換成為影像圖層，通過一雙向?yàn)V波器除去該影像圖層的噪聲，產(chǎn)生一高分辨率影像圖層；以及通過一銳化濾波器梯度化該高分辨率影像圖層，除去該高分辨率影像圖層的非均勻邊緣，產(chǎn)生一銳化影像圖層，并且經(jīng)由一補(bǔ)插濾波器補(bǔ)插該銳化影像圖層，產(chǎn)生高解析影像圖層。本發(fā)明的影像處理方法能夠大幅降低影像模糊，提升影像分辨率，且可廣泛裝載于各式影像處理的硬件裝置。
文檔編號(hào)H04N5/208GK102164228SQ201010112510
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者吳海華, 朱立華, 花繼偉, 褚仲韜 申請(qǐng)人:科立爾有限公司