本發(fā)明公開內(nèi)容與一種圖像處理裝置與方法有關(guān)，特別是與一種提升圖像銳利度(sharpness)的圖像處理裝置與方法有關(guān)。

背景技術(shù)：

一般圖像數(shù)據(jù)在傳送與儲(chǔ)存時(shí)，因受限于傳輸速率或儲(chǔ)存空間等，往往需采用低解析度的圖像格式，為了符合高解析度顯示裝置的圖像規(guī)格，再利用圖像插補(bǔ)(interpolation)技術(shù)提升解析度，使低解析度的圖像可顯示于高解析度規(guī)格的顯示裝置，然而，圖像插補(bǔ)技術(shù)雖可加入新像素，但產(chǎn)生的圖像往往有模糊或圖像品質(zhì)不佳等問題。而超解析度技術(shù)(super resolution,SR)乃是在模糊的圖像中增加細(xì)節(jié)的方法，習(xí)知的超解析度技術(shù)中有以下數(shù)種做法。

第一種乃是使用多幀低解析度圖像組成單幀高解析度圖像，由于多幀時(shí)間軸上相近的低解析度圖像所包含的場景相同，因此會(huì)包含該場景的不同細(xì)節(jié)，因此，此做法自多幀時(shí)間相近的低解析度圖像中分別取出單幀高解析度圖像的部分細(xì)節(jié)而形成高解析度圖像。但此做法須耗費(fèi)大量存儲(chǔ)器來儲(chǔ)存多幀低解析度圖像的資訊。

另一種做法則是以學(xué)習(xí)基礎(chǔ)生成高解析度圖像，此做法乃是以低解析度圖像中的區(qū)塊特征搜尋高解析度圖像數(shù)據(jù)庫，以高解析度圖像數(shù)據(jù)庫中相合的圖像區(qū)塊取代低解析度圖像中的區(qū)塊，但此做法不只須耗費(fèi)大量存儲(chǔ)器來儲(chǔ)存高解析度圖像數(shù)據(jù)庫，在以區(qū)塊特征搜尋圖像數(shù)據(jù)庫時(shí)也須耗費(fèi)大量計(jì)算資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，亟須一種低硬件成本與計(jì)算資源需求的圖像處理裝置與方法來以提升圖像銳利度與增加圖像細(xì)節(jié)。

本發(fā)明公開內(nèi)容的一態(tài)樣為一種圖像處理裝置，包含高頻平移元件、高 頻提取元件、細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件以及圖像輸出元件。高頻平移元件用以提取并平移輸入圖像中的第一高頻部分以產(chǎn)生一第一圖像；高頻提取元件用以提取輸入圖像中的第二高頻部分以產(chǎn)生第二圖像；細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件用以儲(chǔ)存轉(zhuǎn)換表，并根據(jù)輸入圖像中輸入像素的像素值與轉(zhuǎn)換表，產(chǎn)生輸入像素分別對應(yīng)的細(xì)節(jié)增益；圖像輸出元件用以比例迭加第一圖像與第二圖像，并根據(jù)細(xì)節(jié)增益與比例迭加結(jié)果產(chǎn)生一輸出圖像的高頻成分。

于一實(shí)施例中，圖像輸出元件將輸出圖像的高頻成分混合至輸入圖像，以產(chǎn)生輸出圖像。

于一實(shí)施例中，細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件用以自輸入像素中取出與一第一輸入像素間隔一個(gè)像素以上的多個(gè)鄰近像素，并根據(jù)第一輸入像素與鄰近像素的像素值總和查詢轉(zhuǎn)換表，以產(chǎn)生細(xì)節(jié)增益中對應(yīng)至第一輸入像素者，且第一輸入像素為輸入像素中之一。

于一實(shí)施例中，細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件用以自第一輸入像素的上下左右四個(gè)方向，分別取出與第一輸入像素間隔一個(gè)像素的像素，作為鄰近像素。

于一實(shí)施例中，細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件所儲(chǔ)存的轉(zhuǎn)換表對應(yīng)至一周期性連續(xù)函數(shù)。

于一實(shí)施例中，細(xì)節(jié)增益在0～N倍之間，其中N為自然數(shù)。

于一實(shí)施例中，圖像高頻平移元件包含至少兩個(gè)過沖高通濾波器，用以對輸入圖像進(jìn)行濾波處理并產(chǎn)生多個(gè)高頻平移圖像，高頻平移圖像中分別包含第一高頻成分，自高頻平移圖像中選取像素值的絕對值最高者作為第一圖像。

于一實(shí)施例中，過沖高通濾波器分別對應(yīng)至不同的多個(gè)遮罩(mask)，遮罩于中心和外圍的系數(shù)為正數(shù)，且其余系數(shù)為負(fù)數(shù)。

于一實(shí)施例中，高頻提取元件包含至少兩個(gè)高通濾波器，分別對應(yīng)至不同的遮罩，并且用以對輸入圖像進(jìn)行濾波處理產(chǎn)生多個(gè)高頻圖像，高頻圖像中分別包含第二高頻成分，自高頻圖像中選取像素值的絕對值最高者作為第二圖像。

本發(fā)明公開內(nèi)容的另一態(tài)樣為一種圖像處理方法，包含下述步驟：提取并平移輸入圖像中的多個(gè)第一高頻部分以產(chǎn)生第一圖像；提取輸入圖像中的多個(gè)第二高頻部分以產(chǎn)生第二圖像；根據(jù)輸入圖像中多個(gè)輸入像素的像素值 與一轉(zhuǎn)換表，產(chǎn)生輸入像素分別對應(yīng)的細(xì)節(jié)增益；比例迭加第一圖像與第二圖像，并根據(jù)細(xì)節(jié)增益與比例迭加結(jié)果產(chǎn)生一輸出圖像的高頻成分。

于一實(shí)施例中，將輸出圖像的高頻成分混合至輸入圖像，以產(chǎn)生輸出圖像。

于一實(shí)施例中，產(chǎn)生細(xì)節(jié)增益的步驟包含：自輸入像素中，取出與第一輸入像素間隔一個(gè)像素以上的多個(gè)鄰近像素，并根據(jù)第一輸入像素與鄰近像素的像素值總和查詢轉(zhuǎn)換表，以產(chǎn)生細(xì)節(jié)增益中對應(yīng)至第一輸入像素者，且第一輸入像素為輸入像素之一。

于一實(shí)施例中，產(chǎn)生細(xì)節(jié)增益的步驟包含：自第一輸入像素的上下左右四個(gè)方向，分別取出與第一輸入像素間隔一個(gè)像素的像素，作為鄰近像素。

于一實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換表對應(yīng)至的周期性連續(xù)函數(shù)。

于一實(shí)施例中，細(xì)節(jié)增益在0～N倍之間，其中N為自然數(shù)。

于一實(shí)施例中，產(chǎn)生第一圖像的步驟包含：以至少兩個(gè)過沖高通濾波器對輸入圖像進(jìn)行濾波處理，并產(chǎn)生多個(gè)分別包含第一高頻成分的高頻平移圖像，自高頻平移圖像中選取像素值的絕對值最高者作為第一圖像。

于一實(shí)施例中，過沖高通濾波器分別對應(yīng)至不同的遮罩，遮罩于中心和外圍的系數(shù)為正數(shù)，其余系數(shù)為負(fù)數(shù)。

于一實(shí)施例中，產(chǎn)生第二圖像的步驟包含：以至少兩個(gè)高通濾波器對輸入圖像進(jìn)行濾波處理，高通濾波器分別對應(yīng)至不同的遮罩，濾波處理后產(chǎn)生多個(gè)分別包含第二高頻成分的高頻圖像，自高頻圖像中選取像素值的絕對值最高者作為第二圖像。

本發(fā)明公開內(nèi)容的圖像處理裝置與方法以低硬件成本和低計(jì)算資源要求，以單張低解析度圖像產(chǎn)生高解析度圖像，提升圖像的銳利度與細(xì)節(jié)。

附圖說明

圖1是依照本發(fā)明公開內(nèi)容實(shí)施例示出一種圖像處理裝置的方塊示意圖；

圖2A是依照本發(fā)明公開內(nèi)容一實(shí)施例示出的鄰近像素示意圖；

圖2B是依照本發(fā)明公開內(nèi)容實(shí)施例示出的轉(zhuǎn)換表對應(yīng)函數(shù)圖；

圖3A～3E是為數(shù)位圖像濾波器對應(yīng)的遮罩示意圖；

圖4是依照本發(fā)明公開內(nèi)容實(shí)施例示出的高頻平移元件示意圖；

圖5A是依照本發(fā)明公開內(nèi)容實(shí)施例示出的高頻提取元件示意圖；

圖5B～5E是依照本發(fā)明公開內(nèi)容實(shí)施例示出的高通濾波器對應(yīng)的遮罩示意圖；以及

圖6依照本發(fā)明公開內(nèi)容實(shí)施例示出的一種圖像處理方法的流程圖；

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

100 圖像處理裝置

110 高頻平移元件

112A 過沖高通濾波器

112B 過沖高通濾波器

120 高頻提取元件

122A 高通濾波器

122B 高通濾波器

130 細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件

140 圖像輸出元件

150 輸入圖像

151 輸出圖像

210 第一輸入像素

220 像素

220A～220D 鄰近像素

310～350 遮罩

360A～360B 過沖高通濾波器遮罩

370A～370F 高通濾波器遮罩

600 圖像處理方法

S610～S640 步驟。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明公開內(nèi)容的敘述更加詳盡與完備，可參照所附的圖式及以下所述各種實(shí)施例，圖式中相同的號碼代表相同或相似的元件。另一方面， 眾所周知的元件與步驟并未描述于實(shí)施例中，以避免對本發(fā)明公開內(nèi)容造成不必要的限制。此外，圖式僅以說明為目的，并未依照原尺寸作圖。

人眼觀察數(shù)位圖像時(shí)，對比度(contrast)是影響感知圖像品質(zhì)(perceptual image quality)的重要因素，由于人類視覺系統(tǒng)(human visual system，HVS)的特性，高對比度的圖像能使人眼觀察到更多圖像中的細(xì)節(jié)，另外，由于心理物理效應(yīng)(psychophysical effect)，高對比度(特別是高對比圖像中的高頻部分)往往也讓觀察者認(rèn)為圖像有較高的銳利度，進(jìn)而提高感知圖像品質(zhì)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖像中加入適量的高頻隨機(jī)無用信息可提升人眼所觀察到的感知圖像品質(zhì)，然而，完全隨機(jī)或過量的無用信息反而會(huì)造成感知圖像品質(zhì)下降。

因此，本發(fā)明公開內(nèi)容發(fā)明公開一種圖像處理裝置100，用以處理輸入圖像150以產(chǎn)生輸出圖像151，其硬件元件如圖1所示。圖1是依照本發(fā)明公開內(nèi)容實(shí)施例示出一種圖像處理裝置100的方塊示意圖，其中，平行四邊形方塊代表輸入或輸出數(shù)據(jù)，長方形方塊代表硬件元件。輸入圖像150為低解析度圖像經(jīng)一般圖像插補(bǔ)(interpolation)技術(shù)增加像素后所得的高解析度圖像，但一般圖像插補(bǔ)技術(shù)僅可產(chǎn)生平滑的輸入圖像150，并無法增加輸入圖像150的細(xì)節(jié)，因此，輸入圖像150仍有細(xì)節(jié)不足造成的圖像模糊問題。本發(fā)明公開內(nèi)容的圖像處理裝置100用以處理輸入圖像150，以增加圖像細(xì)節(jié)，并提升輸出圖像151的圖像品質(zhì)。以下將分別介紹各元件的操作細(xì)節(jié)。

應(yīng)注意到，當(dāng)輸入圖像150為彩色圖像時(shí)，像素值可以紅綠藍(lán)(RGB)三原色的強(qiáng)度值表示，或是以色調(diào)、飽和度和亮度(HSV)的強(qiáng)度值表示，另外尚有其他像素值表示方式，并不限于上述所舉示例。當(dāng)輸入圖像150為灰階圖像時(shí)，像素值則以灰階強(qiáng)度表示。為便于說明，以下將以像素值為灰階強(qiáng)度值為例說明，本領(lǐng)域具通常知識者在閱讀本發(fā)明公開內(nèi)容后，可將所發(fā)明公開內(nèi)容應(yīng)用至使用不同像素值表示方式的彩色圖像，即本發(fā)明公開內(nèi)容不以灰階圖像為限。

圖像處理裝置100包含高頻平移元件110、高頻提取元件120、細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件130以及圖像輸出元件140。高頻平移元件110用以提取并平移輸入圖像150中的第一高頻部分以產(chǎn)生第一圖像。高頻提取元件120用以提取輸入圖像150中的第二高頻部分以產(chǎn)生第二圖像；細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件130用以儲(chǔ)存轉(zhuǎn)換表，轉(zhuǎn)換表記錄一輸入值與一輸出值的對應(yīng)關(guān)系，細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生 元件130根據(jù)輸入圖像150中輸入像素的像素值與轉(zhuǎn)換表產(chǎn)生輸入像素分別對應(yīng)的細(xì)節(jié)增益；圖像輸出元件140用以比例迭加第一圖像與第二圖像，并根據(jù)細(xì)節(jié)增益與比例迭加結(jié)果產(chǎn)生輸出圖像151的高頻成分。

細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件130根據(jù)輸入圖像150中像素的像素值，并通過轉(zhuǎn)換表加入隨機(jī)成分以產(chǎn)生細(xì)節(jié)增益，而圖像輸出元件140則計(jì)算輸入圖像150中經(jīng)平移的第一高頻部分與未經(jīng)平移的第二高頻部分的比例迭加結(jié)果(或稱加權(quán)迭加結(jié)果)，以產(chǎn)生輸出圖像151的高頻成分。在一些實(shí)施例中，圖像輸出元件140直接將所產(chǎn)生輸出圖像151的高頻成分將混和至輸入圖像150中，進(jìn)而產(chǎn)生對比度較輸入圖像150高且圖像細(xì)節(jié)更加豐富的輸出圖像151。具體而言，混合高頻平移元件110所產(chǎn)生的第一圖像將增加輸出圖像151中包含的圖像細(xì)節(jié)，而根據(jù)包含隨機(jī)成分的細(xì)節(jié)增益來混合第一圖像與第二圖像使得輸出圖像151的最高頻率大于輸入圖像150，以下將對細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件130做進(jìn)一步的說明。

圖2A是依照本發(fā)明公開內(nèi)容一實(shí)施例示出的鄰近像素示意圖，于本實(shí)施例中，第一輸入像素210為輸入圖像150的輸入像素其中一者，細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件130用以自輸入像素中取出與第一輸入像素210間隔一個(gè)像素以上的多個(gè)鄰近像素(如像素220)，與像素220用相同方式標(biāo)示的像素即為符合條件的像素，而細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件130自其中選取多個(gè)作為鄰近像素，并且以第一輸入像素210與鄰近像素的像素值總和作為輸入值查詢轉(zhuǎn)換表，以所對應(yīng)輸出值作為對應(yīng)至第一輸入像素210的細(xì)節(jié)增益。

細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件130于取出第一輸入像素210的鄰近像素時(shí)，選擇與第一輸入像素210相隔一個(gè)像素以上的輸入像素，即與像素220標(biāo)示相同的像素，如此一來，第一輸入像素210與其相鄰的輸入像素所取得的鄰近像素不會(huì)重復(fù)，相鄰的輸入像素對應(yīng)的像素值總和有較大差異，因此查詢轉(zhuǎn)換表所產(chǎn)生的細(xì)節(jié)增益也更有機(jī)會(huì)不同，使得相鄰的輸入像素將會(huì)對應(yīng)至差別較大的細(xì)節(jié)增益，進(jìn)一步放大輸出圖像151中相鄰像素的像素值的差別，達(dá)到提高圖像對比度的目的。另外，由于細(xì)節(jié)增益用于混合輸入圖像150中的第一高頻部分與第二高頻部分，因此輸出圖像151仍與輸入圖像150相關(guān)，輸出圖像151所加入的細(xì)節(jié)，也即經(jīng)細(xì)節(jié)增益加權(quán)過后的第一圖像與第二圖像，也將與輸入圖像150一致，進(jìn)而產(chǎn)生自然的輸出圖像151。

于一實(shí)施例中，細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件130用以自第一輸入像素210的上下左右四個(gè)方向，分別取出與第一輸入像素210間隔一個(gè)像素的像素作為鄰近像素220A～220D。于其他實(shí)施例中，細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件130自上下左右以及對角方向，分別取出與第一輸入像素210間隔一個(gè)像素的像素作為8個(gè)鄰近像素，并以此8個(gè)鄰近像素與第一輸入像素210的像素值和產(chǎn)生細(xì)節(jié)增益。本領(lǐng)域具通常知識者可根據(jù)應(yīng)用選取鄰近像素，并不限于所舉示例。

于另一實(shí)施例中，細(xì)節(jié)增益產(chǎn)生元件130所儲(chǔ)存的轉(zhuǎn)換表對應(yīng)至如圖2B所示的周期性連續(xù)函數(shù)，周期性連續(xù)函數(shù)的周期性使輸入圖像150中亮部(高像素值)和暗部(低像素值)的輸入像素均有機(jī)會(huì)對應(yīng)至高細(xì)節(jié)增益或低細(xì)節(jié)增益，讓產(chǎn)生的細(xì)節(jié)增益中包含隨機(jī)性。另外，當(dāng)圖像處理裝置100用以處理圖像串流或連續(xù)性的影音檔案時(shí)，兩張時(shí)間連續(xù)的輸入圖像150中拍攝到同一場景或物體的圖像區(qū)域的像素值不會(huì)完全相同，會(huì)因無用信息影響有細(xì)微的差異，而周期性連續(xù)函數(shù)的連續(xù)性使連續(xù)兩張輸入圖像150中受無用信息干擾的部分，對應(yīng)至相近的細(xì)節(jié)增益，使連續(xù)兩張輸出圖像151中拍攝到相同場景或物體的區(qū)域有穩(wěn)定且不跳動(dòng)的圖像品質(zhì)。于圖2B中，周期性連續(xù)函數(shù)為重復(fù)的三角形函數(shù)，于其他實(shí)施例中，周期性連續(xù)函數(shù)可為重復(fù)的半圓形函數(shù)，本領(lǐng)域具通常知識者可思及其他周期性連續(xù)函數(shù)，并不限于所舉示例。

于另一實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換表中輸入值所對應(yīng)的細(xì)節(jié)增益的值范圍在0～N倍之間。于一些實(shí)施例中，細(xì)節(jié)增益的范圍可為0～N之間的任意小數(shù)。于其他實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換表中輸入值所對應(yīng)的細(xì)節(jié)增益的值的范圍為0～127之間的任意整數(shù)，以方便對像素值進(jìn)行數(shù)位運(yùn)算。本領(lǐng)域具通常知識者在閱讀本發(fā)明公開內(nèi)容后，可依需要設(shè)計(jì)N的大小與細(xì)節(jié)增益的數(shù)值型態(tài)，不限于上述所舉示例。

在說明高頻平移元件110與高頻提取元件120的細(xì)節(jié)前，先參照圖3A～3E以簡介數(shù)位圖像濾波器。圖3A～3E是為數(shù)位圖像濾波器對應(yīng)的遮罩示意圖，數(shù)位圖像濾波器用以對數(shù)位圖像進(jìn)行空間頻率(Spatial frequency)的濾波處理，根據(jù)不同的應(yīng)用場景，可調(diào)整數(shù)位圖像濾波器所對應(yīng)遮罩的方向、寬度和系數(shù)。第3A～3D圖所示為寬度為5個(gè)像素的5-tap濾波器，且第3A～3B圖示出對應(yīng)至對角方向5-tap濾波器的遮罩310～320，第3C圖示出對應(yīng)至垂直 方向5-tap濾波器的遮罩330，第3D圖示出對應(yīng)至水平方向5-tap濾波器的遮罩340，于一些應(yīng)用中，如第3E圖所示，數(shù)位圖像濾波器對應(yīng)至二維的遮罩350。另外，數(shù)位圖像濾波器的遮罩系數(shù)根據(jù)不同的用途而設(shè)計(jì)，遮罩310～350的中心系數(shù)為正，而其他系數(shù)為負(fù)，表示遮罩310～350對應(yīng)至一高通濾波器，若遮罩310～350的系數(shù)皆為正且系數(shù)總合為1，遮罩310～350對應(yīng)至一低通濾波器。于不同的應(yīng)用中，遮罩的寬度可根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計(jì)，并不限于上述所舉示例。

數(shù)位圖像經(jīng)高通濾波器處理后，可得數(shù)位圖像中所包含的高頻部分，即數(shù)位圖像中像素值改變較大或頻繁改變的部分，如圖像的邊緣或者圖像中具有紋理的區(qū)域(textured area)。圖像處理裝置100中的高頻平移元件110和高頻提取元件120，便是針對輸入圖像150中包含的高頻部分進(jìn)行處理。

于一實(shí)施例中，高頻平移元件110中包含互相并聯(lián)耦接的二過沖高通濾波器112A～112B，用以對輸入圖像150進(jìn)行濾波處理并產(chǎn)生多個(gè)高頻平移圖像，高頻平移圖像中分別包含第一高頻成分，而高頻平移元件110自高頻平移圖像中選取像素值的絕對值最高者作為第一圖像。在某些實(shí)施例中，過沖高通濾波器也可稱為過沖濾波器(overshoot filter)。

舉例而言，如圖4所示，高頻平移元件110所包含的過沖高通濾波器112A/112B分別對應(yīng)至不同的過沖高通濾波器遮罩360A以及過沖高通濾波器遮罩360B，過沖高通濾波器遮罩360A～360B于中心和外圍的系數(shù)為正數(shù)，且其余系數(shù)為負(fù)數(shù)，與一般高通濾波器所對應(yīng)的遮罩不同，因此，過沖高通濾波器112A～112B處理輸入圖像150所提取的第一高頻部分會(huì)受過沖效應(yīng)(overshooting)影響產(chǎn)生平移，也就是說，過沖高通濾波器112A～112B處理輸入圖像150所產(chǎn)生的高頻平移圖像中，像素值高的區(qū)域?qū)?yīng)至輸入圖像150經(jīng)平移過的邊緣以及具細(xì)膩紋理的區(qū)域，高頻平移元件110自高頻平移圖像中取出第一圖像后，圖像輸出元件140將第一圖像混合入輸出圖像151中，使輸出圖像151包含豐富的圖像細(xì)節(jié)。在本實(shí)施例中，過沖高通濾波器遮罩360A中外圍的系數(shù)左右邊各一者為正數(shù)，而在其他實(shí)施例中，為正數(shù)的外圍系數(shù)并不僅限于左右邊各一者，可為至少兩者以上。

于本實(shí)施例中，過沖高通濾波器遮罩360A～360B分別為水平方向與垂直方向，過沖高通濾波器112A～112B分別用以提取且平移輸入圖像150中水平 和垂直方向的第一高頻部分，作為高頻平移圖像，高頻平移元件110則自水平和垂直方向的高頻平移圖像中，取得像素值的絕對值最高者(即對應(yīng)至變化最大的像素)作為第一圖像，使第一圖像中包含輸入圖像150對應(yīng)至不同方向的第一高頻部分。

于其他實(shí)施例中，高頻平移元件110包含三個(gè)以上的過沖高通濾波器，分別對應(yīng)至不同方向、不同寬度以及不同系數(shù)的遮罩，遮罩于中心和外圍的系數(shù)為正數(shù)，且其余系數(shù)為負(fù)數(shù)，本領(lǐng)域具通常知識者可依應(yīng)用需求，調(diào)整過沖高通濾波器的數(shù)量以及所對應(yīng)的遮罩，并不限于本發(fā)明公開內(nèi)容所舉示例。

于一實(shí)施例中，如圖5A所示，高頻提取元件120包含互相并聯(lián)耦接的至少兩個(gè)高通濾波器122A～122B，分別對應(yīng)至多個(gè)不同的遮罩370A～370B，高通濾波器122A～122B用以對輸入圖像150進(jìn)行濾波處理產(chǎn)生多個(gè)高頻圖像，高頻圖像中分別包含第二高頻成分，高頻提取元件120自高頻圖像中選取像素值的絕對值最高者作為第二圖像。

于其他實(shí)施例中，高頻提取元件120包含4個(gè)高通濾波器，分別對應(yīng)至圖5B～5E所示的高通濾波器遮罩370C～370F，每一遮罩于遮罩中心的系數(shù)為正數(shù)，其余系數(shù)為0或負(fù)數(shù)。以上所述高頻提取元件120所包含高通濾波器的數(shù)目，以及每一高通濾波器所對應(yīng)的遮罩方向、寬度與系數(shù)僅為示例，本領(lǐng)域具通常知識者可視應(yīng)用需求自行設(shè)計(jì)，上述示例并非用以限定本發(fā)明公開內(nèi)容。

于一實(shí)施例中，圖像輸出元件140包含加權(quán)加法器與乘法器，加權(quán)加法器用以比例迭加第一圖像和第二圖像，所述比例迭加結(jié)果也可稱為第一圖像與第二圖像的加權(quán)和(weighted sum)，圖像輸出元件140中乘法器用以將第一圖像和第二圖像的比例迭加結(jié)果乘上細(xì)節(jié)增益，并以乘法器所得結(jié)果作為輸出圖像151的高頻成分。在某些實(shí)施例中，加法器可由加法器所替代，表示第一圖像和第二圖像迭加的比例為1:1，加法器用以迭加第一圖像和第二圖像以得到一迭加結(jié)果，以迭加結(jié)果乘上細(xì)節(jié)增益作為輸出圖像151的高頻成分。于一些實(shí)施例中，圖像輸出元件140還以另一加法器將輸出圖像151的高頻成分與輸入圖像150相加，以產(chǎn)生輸出圖像151。本領(lǐng)域據(jù)通常知識者可使用其他類型硬件元件實(shí)作圖像輸出元件140，上述示例并非用以限定本發(fā)明 公開內(nèi)容。

圖像處理裝置100具備低硬件成本和低計(jì)算資源要求，并根據(jù)單張低解析度的輸入圖像150產(chǎn)生高解析度輸出圖像151，藉以提升輸入圖像150的圖像銳利度并產(chǎn)生豐富的圖像細(xì)節(jié)，且圖像處理裝置100對于輸入圖像150紋理較密的區(qū)域特別具有效果。

圖6依照本發(fā)明公開內(nèi)容實(shí)施例示出的一種圖像處理方法的流程圖。應(yīng)了解到，雖然流程圖中對于圖像處理方法600是以特定順序的步驟來做描述，然此并不限制本發(fā)明所提及步驟的前后順序，另外在實(shí)作中可增加或減少所述步驟。另外，為了方便及清楚說明，以圖1所示的圖像處理裝置100執(zhí)行圖像處理方法600為例來進(jìn)行闡述，但本發(fā)明公開內(nèi)容并不以此為限。

于圖像處理方法600的操作流程中，圖像處理裝置100提取并平移輸入圖像中的第一高頻部分以產(chǎn)生一第一圖像(步驟S610)。第一圖像中包含輸入圖像中經(jīng)平移的第一高頻部分，用以增加輸出圖像的細(xì)節(jié)。于一實(shí)施例中，圖像處理裝置100以至少兩個(gè)過沖高通濾波器對輸入圖像進(jìn)行濾波處理，并產(chǎn)生多個(gè)高頻平移圖像，高頻平移圖像中像素值的絕對值最高者分別對應(yīng)至輸入圖像150中的第一高頻成分，也即，輸入圖像150中邊緣以及像素值改變頻繁的區(qū)域，圖像處理裝置100并自高頻平移圖像中選取像素值最的絕對值最高者作為第一圖像。過沖高通濾波器分別對應(yīng)至不同的遮罩，遮罩于中心和外圍的系數(shù)為正數(shù)，其余系數(shù)為負(fù)數(shù)。過沖高通濾波器及其對應(yīng)的遮罩的細(xì)節(jié)如前所述，于此不再贅述。

圖像處理裝置100提取輸入圖像中的第二高頻部分以產(chǎn)生一第二圖像(步驟S620)，第二圖像中包含輸入圖像中的第二高頻部分，用以加強(qiáng)輸出圖像的銳利度。于一實(shí)施例中，圖像處理裝置100以至少兩個(gè)高通濾波器對輸入圖像進(jìn)行濾波處理，高通濾波器分別對應(yīng)至不同的遮罩，濾波處理后產(chǎn)生多個(gè)分別包含第二高頻成分的高頻圖像，自高頻圖像中選取像素值的絕對值最高者作為第二圖像。高通濾波器及其對應(yīng)的遮罩的細(xì)節(jié)如前所述，于此不再贅述。

圖像處理裝置100根據(jù)輸入圖像中輸入像素的像素值與一轉(zhuǎn)換表產(chǎn)生輸入像素分別對應(yīng)的細(xì)節(jié)增益(步驟S630)，轉(zhuǎn)換表包含輸入值與輸出值的對應(yīng)關(guān)系，圖像處理裝置100根據(jù)輸入像素的像素值決定輸入值，并查詢轉(zhuǎn)換表 以所對應(yīng)的輸出值作為細(xì)節(jié)增益。

于一實(shí)施例中，輸入圖像的輸入像素中有一第一輸入像素，圖像處理裝置100自輸入像素中取出與第一輸入像素間隔一個(gè)像素以上的多個(gè)鄰近像素，以第一輸入像素與鄰近像素的像素值總和查詢轉(zhuǎn)換表，以產(chǎn)生對應(yīng)至第一輸入像素的細(xì)節(jié)增益。于另一實(shí)施例中，圖像處理裝置100自第一輸入像素的上下左右四個(gè)方向，分別取出與第一輸入像素間隔一個(gè)像素的像素作為鄰近像素。取出鄰近像素的細(xì)節(jié)如前所述，于此不再贅述。

轉(zhuǎn)換表用以將鄰近像素的像素值和對應(yīng)至一細(xì)節(jié)增益倍率，于一實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換表對應(yīng)至的一周期性連續(xù)函數(shù)。于再一實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換表儲(chǔ)存的細(xì)節(jié)增益在0～N倍之間。轉(zhuǎn)換表的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)如前所述，于此不再贅述。

圖像處理裝置100比例迭加第一圖像與第二圖像，并根據(jù)細(xì)節(jié)增益與比例迭加結(jié)果產(chǎn)生輸出圖像的高頻部分(步驟S640)，在某些實(shí)施例的步驟S640中，圖像處理裝置100用以比例迭加第一圖像和第二圖像以得到另一迭加結(jié)果，并根據(jù)細(xì)節(jié)增益將另一迭加結(jié)果混合至輸入圖像，以產(chǎn)生一輸出圖像，其中，所述另一迭加結(jié)果也可稱為第一圖像與第二圖像的加權(quán)和(weighted sum)。在某些實(shí)施例中，圖像處理裝置100以1:1的比例迭加第一圖像和第二圖像，第一圖像和第二圖像迭加的比例可根據(jù)不同應(yīng)用自行訂定，本發(fā)明公開內(nèi)容不以此為限。

由于輸出圖像包含輸入圖像、輸入圖像第一高頻部分經(jīng)平移后產(chǎn)生的第一圖像以及提取輸入圖像第二高頻部分產(chǎn)生的第二圖像，故輸出圖像較輸入圖像包含更多細(xì)節(jié)，圖像對比度也有所提升。另外，產(chǎn)生細(xì)節(jié)增益使輸出圖像中包含新的高頻成分，而新的高頻成分的空間頻率較輸入圖像所包含的最高頻率還要更高，提升輸出圖像的最高頻率也使輸出圖像有更佳的感知圖像品質(zhì)。

綜上所述，本發(fā)明公開內(nèi)容所提供的圖像處理裝置100以及圖像處理方法600不需高昂的硬件成本與計(jì)算資源消耗，并使用單張輸入圖像，得出包含豐富圖像細(xì)節(jié)的輸出圖像，提高輸出圖像的視覺解析度與感知圖像品質(zhì)。當(dāng)輸入圖像為多張時(shí)間上連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，也可使連續(xù)的輸出圖像穩(wěn)定不跳動(dòng)，提升觀眾的視覺享受。

雖然本發(fā)明公開內(nèi)容已以實(shí)施方式公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明 公開內(nèi)容，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明公開內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明公開內(nèi)容的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。