专利名称：影像色彩处理元件与方法
技术领域：
本发 明涉及一种影的处理技术，尤其涉及一种影像色彩处理元件与方法。
背景技术：
在各种的影像装置中，色度信号常会因为各种储存或传输的因素，导致色度品 质不佳，进而影响到整体的影像品质，其中特别是影像中属于对象的边缘色彩品质会影 响到对象显示的清晰与否。图1为现有的影像处理技术在显示对象的边缘时会发生的一种情形的示意图。 参阅图1，对于一个影像显示系统中所显示的一个影像100，其所显示的图件影像一般会 有一图件的实际边缘102。在一些情形，图件的实际边缘102常会产生具有彩虹的显示边 缘104，使得图件的边缘不清晰，显示画质因此受到影响。其中，图件边缘，如一般所了 解，是指显示影像中具有纹路结构的影像内容。例如所要显示的图件是一个球形对象， 而球形对象边缘会有大幅度的色彩变化构成圆形的纹路结构。上述边缘显示的品质不佳 的情形以NTSC格式的影像最为明显。NTSC格式所储存的数据为N = Y+Cb cos (ω t) +Cr sin (ω t)，其中Y为亮度数据，色度数据(CbCr)是YUV色彩空间的色彩信息。NTSC格 式是将YCbCr组合形成的数据。要得到影像的亮度与色度就需要将Y与CbCr分离，导 致色度数据的损失。图2为现有的处理色度数据的方式示意图。参阅图2，数字影像200是以像素阵 列来显示一个影像在YUV色彩空间的对应像素的影像数据，其对于奇数影像的相邻像素 数据是以Y+C与Y-C交替储存。当下一个偶数影像画面则是以Y-C与Y+C交替储存。 当前后两个影像做相加与相减的运算后，可以分离出Y与C的数据。但是例如就属于图 件边缘202的像素204来说，其由于图件边缘202 —般会有较大幅度的亮度与色度变化， 因此分离出来的Y’与C’的数据都会夹杂C与Y的数据。换言之，就是分离出来的 Y，与C’会有下述的误差Y，= Y+ Δ C ；C，=C+Δ Y。如此，对于图件边缘的显示就产生品质不佳的现象。另外，如果像素是以RGB的方式来显示，由于RGB次像素的排列方式一般是采 用最密集方式来组合像素。因此，绿色次像素的数量会比其他红次像素与蓝次像素的数 量多一些，影像的色彩会偏绿。因此，RGB的显示方式对对象的边界也会产生失真的现 象。如何改善色度信号的品质是影像处理需要考虑的因素之一。
发明内容
本发明提供影像色彩处理元件与方法，至少可以改善色度信号的品质，其中对于显示对象的边界会有较佳的显示品质。本发明提供一种影像色彩处理元件，以处理在一影像的一亮度数据与一输入色 度数据，包括一边缘侦测单元接收该影像的该亮度数据，对该影像的每一个像素侦测是 否属于一图件边缘，且给予一边缘强度；一色度滤波单元接收该影像的该输入色度数 据，做色度滤波后输出一被过滤色度数据；一色度混合单元接收边缘强度，被过滤色度 数据以及输入色度数据，且根据该边缘强度将该被过滤色度数据与该输入色度数据以权 重方式混合，得到一输出色度数据。依照本发明的一实施例，在所述的影像色彩处理元件，其中边缘侦测单元可以 包括一水平边缘侦测单元，以决定每一个该像素的一水平边缘强度；以及一垂直边缘侦 测单元，以决定每一个该像素的一垂直边缘强度，其中将该水平边缘强度与该垂直边缘 强度根据一运算得到该边缘强度。依照本发明的一实施例，在所述的影像色彩处理元件，其中该水平边缘侦测单 元与该垂直边缘侦测单元都包括hi，2，-l]/4的过滤器将该影像的该亮度数据过滤，得 到可能的边缘区域。依照本发明的一实施例，在所述的影像色彩处理元件，其中该色度滤波单元包 括一排序单元与一选出单元。排序单元接收该输入色度数据，对于要处理的一像素开始 向前取N个该色度数据，以大小排序成N个排序色度数据。该选出单元从该N个排序色 度数据中，取第M个大的色度数据，当做该像素过滤后的该被过滤色度数据，其中M> 1，且N > Μ。依照本发明的一实施例，在所述的影像色彩处理元件，其中该色度混合单元包 括一权重单元与一混合单元。该权重单元接收该边缘强度产生一权重值，其中当该边缘 强度小于一低临界值则设定该权重值为零，当该边缘强度大于一高临界值则设定该权重 值为1，当该边缘强度在该低临界值与高临界值之间则依线性比例设定该权重值。该混合 单元接收该权重值，该被过滤色度数据，与该输入色度数据，根据该权重值线性混合该 被过滤色度数据与该输入色度数据得到输出色度数据。本发明还提供一种影像色彩处理方法，以处理在一影像的一亮度数据与一输入 色度数据，包括进行边缘侦测步骤，接收该影像的该亮度数据，侦测该影像的每一个像 素是否属于一图件边缘，且给予一边缘强度。并且，影像色彩处理方法还包括进行色度 滤波步骤，接收该影像的该输入色度数据，进行色度滤波而输出一被过滤色度数据。色 度混合步骤包括接收该边缘强度，该被过滤色度数据以及该输入色度数据，根据该边缘 强度将该被过滤色度数据与该输入色度数据以权重方式混合，得到一输出色度数据。本发明还提供一种影像色彩处理方法，设置于一显示系统中，以 处理一影像的 一亮度数据与一输入色度数据，包括接收该影像的一亮度数据与一输入色度数据。接着 侦测要显示的一像素是否属于一图件边缘区域，且给予一边缘强度。将该输入色度数据 做一滤波处理，得到一过滤色度数据。根据该边缘强度，将该输入色度数据与该过滤色 度数据做权重混合，得到一新的色度数据。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图 式作详细说明如下。
图1为现有的影像处理技术在显示对象的边缘时会发生的一种情形的示意图。图2为现有 的处理色度数据的方式示意图。图3为本发明一实施例的影像色彩处理元件的电路方块示意图。图4为本发明一实施例的边缘侦测单元的电路方块示意图。图5为本发明一实施例的色度滤波单元的电路方块示意图。图6为本发明一实施例的色度混合单元的电路方块示意图。图7为本发明一实施例的权重单元308产生权重的示意图。图8为本发明一实施例的边缘侦测机制示意图。图9A到图9C为本发明一实施例的边缘侦测机制示意图。主要附图标记说明100:影像；102:实际边缘；104 显示边缘；200 数字影像；202 图件边缘；204 像素；250 边缘侦测单元；252 色度滤波单元；254 色度混合单元；300 水平边缘侦测单元；302 垂直边缘侦测单元；304 大小排序单元；306 选出单元；308 权重单元；310 混合单元；400、404 水平扫描线；402 图件边缘；500 边缘区域。
具体实施例方式本发明针对分离的亮度数据Y与色度数据C，再度做对应图件边缘的过滤处 理，因此至少可以提升滤除在图件边缘的色度数据。以下举一些实施例来描述本发明， 但是本发明不仅限于所举的一些实施例。并且，所举的一些实施例之间也可以相互做适 当结合，得到另一些实施例。由于所要显示的图件边缘会损失较多的色度数据，因此本发明会先侦测要显示 的像素是否属于图件边缘的区域。根据图件边缘的侦测强度，色度数据会做滤波处理， 例如是边缘高色度成分的过滤处理。然后，依照侦测的边缘强度对过滤处理后的色度数 据与原始的色度数据做权重混合，得到新的色度数据。图3为本发明一实施例的影像色 彩处理元件的电路方块示意图。参阅图3，一边缘侦测单元250接收一图框的像素或是至 少一部分像素的分别的亮度数据Y，进行边缘侦测。边缘侦测的较详细机制会于后面描 述。边缘侦测单元250对于每一个像素会产生一个侦测后的边缘强度值。色度滤波单元252接收对应像素所输入的先前已被分离的色度数据Cbefore，经过 对色度滤波单元252的滤波后，减少在图件边缘在色度分离过程中，在图件边缘产生过 大的色度值得到被过滤后的色度数据Cffltered，其会输出给后面的色度混合单元254。如何 过滤色度数据的较详细机制实施例会于后面图5描述。色度混合单元254接收由边缘侦测单元250所输出的边缘强度，由色度滤波单元 252输出的被过滤色度数据Cffltered以及输入的色度数据Cbrf。re。根据该边缘强度将该被过滤色度数据与该输入色度数据以权重方式混合，得到一输出色度数据cafte。换句话说，经 过混合后所输出的色度数据Cato会因为是否所显示的内容是否属于图件边缘而有调整， 因此色度的品质会提升。接着再针对边缘侦测单元250、色度滤波单元252以及色度混合单元254的分别 功能的设计实施例作描述。边缘侦测单元250可以是一般可以侦测图件边缘的机制都可以配合使用，无须 特别限定。然而本发明提出配合图3的操作的简易边缘侦测单元的一实施例。图4为本 发明一实施例的边缘侦测单元的电路方块示意图。参阅图4，边缘侦测单元250例如有一 水平边缘侦测单元300与一垂直边缘侦测单元302，例如以串连方式连接。水平边缘侦测 单元300与一垂直边缘侦测单元302分别侦测在影像的水平方向或是垂直方向，可能是属 于图件边缘的强度，因此可以无需对图件边缘的实际延伸方向做进一步考虑，达到简易 侦测的方式，然而也不排除采用更精确的边缘侦测机制或是其他机制的使用。就边缘侦测机制来说，也配合参阅图8。图8为本发明一实施例的边缘侦测机 制示意图。图件边缘的亮度数据Y会有较明显的变化。以一水平扫描线的一部分像素数 据为例来说明，其机制也可以应用到垂直线的边缘侦测。就一水平扫描线400的六个像 素1 6的亮度数据Y，例如像素1 2的Y值为零，像素3 6的Y值为10，其Y值 由0到10的变化意味着有图件的边缘存在像素3的附近。如果水平边缘侦测单元300采 用卜1，2，-1]的过滤器，其中卜1，2，-1]是指相邻三个像素的亮度Y的乘值，另外也 可以再除以一正规值(normalization factor)，例如是4。经过[_1，2，_1]的过滤器的计 算，到新的一水平扫描线404，其仅存在具有边缘效应的信息。例如，图件边缘402是在 像素2与3的位置。像素2的过滤运算例如取对应像素2的相邻三个像素1 3，进行过 滤器的计算(-1)*0+(2)*0+(_1)*10 =-10。对于像素3，其过滤器的计算是(-1)*0+(2)*10+(_1)*10 = 10。其他像素经过滤器的计算得到0。因此，属于可能是边缘的区域的像素值会有较 大的像素值变化。依照相同方式，垂直边缘侦测单元302也可以采用[-1，2，-1]的过 滤器但是针对垂直方向的亮度数据做过滤。过滤器例如是
权利要求
1.一种影像色彩处理元件，其特征在于，以处理一影像的一亮度数据与一输入色度 数据，包括一边缘侦测单元，接收该影像的该亮度数据，对该影像的每一个像素侦测是否属于 一图件边缘，且给予一边缘强度；一色度滤波单元，接收该影像的该输入色度数据，做色度滤波后输出一被过滤色度 数据；以及一色度混合单元，接收该边缘强度，该被过滤色度数据以及该输入色度数据，根据 该边缘强度将该被过滤色度数据与该输入色度数据以权重方式混合，得到一输出色度数 据。
2.根据权利要求1所述的影像色彩处理元件，其特征在于，其中该边缘侦测单元包括一水平边缘侦测单元，以决定每一个该像素的一水平边缘强度；以及 一垂直边缘侦测单元，以决定每一个该像素的一垂直边缘强度， 其中将该水平边缘强度与该垂直边缘强度根据一运算得到该边缘强度。
3.根据权利要求2所述的影像色彩处理元件，其特征在于，其中该水平边缘侦测单元 与该垂直边缘侦测单元都包括卜1，2，-l]/4的过滤器将该影像的该亮度数据过滤，得到 可能的边缘区域。
4.根据权利要求1所述的影像色彩处理元件，其特征在于，其中该色度滤波单元包括一排序单元，接收该输入色度数据，对于要处理的一像素开始向前取N个该色度数 据，以大小排序成N个排序色度数据；以及一选出单元，从该N个排序色度数据中，取第M个大的色度数据，当做该像素过滤 后的该被过滤色度数据，其中M>1，且N>M。
5.根据权利要求4所述的影像色彩处理元件，其特征在于，其中N是4或5且M是 2或3。
6.根据权利要求1所述的影像色彩处理元件，其特征在于，其中该色度混合单元包括一权重单元，接收该边缘强度产生一权重值，其中当该边缘强度小于一低临界值则 设定该权重值为零，当该边缘强度大于一高临界值则设定该权重值为1，当该边缘强度在 该低临界值与高临界值之间则依线性比例设定该权重值；以及一混合单元，接收该权重值，该被过滤色度数据，与该输入色度数据，根据该权重 值线性混合该被过滤色度数据与该输入色度数据得到该输出色度数据。
7.根据权利要求6所述的影像色彩处理元件，其特征在于，其中该权重值以W表 示，该被过滤色度数据以Cf表示，该输入色度数据以Cb表示，该输出色度数据以Ca表 示，贝"JCa = C^W+(I-W) *Cb。
8.—种影像色彩处理方法，其特征在于，以处理一影像的一亮度数据与一输入色度 数据，包括进行边缘侦测步骤，接收该影像的该亮度数据，侦测该影像的每一个像素是否属于一图件边缘，且给予一边缘强度；进行色度滤波步骤，接收该影像的该输入色度数据，进行色度滤波而输出一被过滤 色度数据；以及进行色度混合步骤，接收该边缘强度，该被过滤色度数据以及该输入色度数据，根 据该边缘强度将该被过滤色度数据与该输入色度数据以权重方式混合，得到一输出色度 数据。
9.根据权利要求8所述的影像色彩处理方法，其特征在于，其中该进行边缘侦测步骤 包括侦测水平边缘，以决定每一个该像素的一水平边缘强度； 侦测垂直边缘，以决定每一个该像素的一垂直边缘强度；以及 将该水平边缘强度与该垂直边缘强度根据一运算得到该边缘强度。
10.根据权利要求9所述的影像色彩处理方法，其特征在于，其中该侦测水平边缘步 骤与该侦测垂直边缘步骤都采用hi，2，-l]/4的过滤计算方法，将该影像的该亮度数据 过滤，得到可能的边缘区域。
11.根据权利要求8所述的影像色彩处理方法，其特征在于，其中该进行色度滤波步 骤包括进行一排序步骤，接收该输入色度数据，对于要处理的一像素开始向前取N个该色 度数据，依大小排序成N个排序色度数据；以及 进行一选出步骤，从该N个排序色度数据中，取第M个大的色度数据，当做该像素 过滤后的该被过滤色度数据，其中M>1，且N>M。
12.根据权利要求11所述的影像色彩处理方法，其特征在于，其中N是4或5且M 是2或3。
13.根据权利要求8所述的影像色彩处理方法，其特征在于，其中该进行色度混合步 骤包括进行一权重步骤，接收该边缘强度产生一权重值，其中当该边缘强度小于一低临界 值则设定该权重值为零，当该边缘强度大于一高临界值则设定该权重值为1，当该边缘强 度在该低临界值与高临界值之间则依线性比例设定该权重值；以及进行一混合步骤，接收该权重值，该被过滤色度数据，与该输入色度数据，根据该 权重值线性混合该被过滤色度数据与该输入色度数据得到该输出色度数据。
14.根据权利要求13所述的影像色彩处理方法，其特征在于，其中该权重值以W表 示，该被过滤色度数据以Cf表示，该输入色度数据以Cb表示，该输出色度数据以Ca表 示，则进行Ca = CPW+(I-W) ^Cb的计算。
15.—种影像色彩处理方法，其特征在于，设置于一显示系统中，以处理一影像的一 亮度数据与一输入色度数据，包括接收该影像的一亮度数据与一输入色度数据； 侦测要显示的一像素是否属于一图件边缘区域，且给予一边缘强度； 将该输入色度数据做一滤波处理，得到一过滤色度数据；以及 根据该边缘强度，将该输入色度数据与该过滤色度数据做权重混合，得到一新的色 度数据。
16.根据权利要求15所述的影像色彩处理方法，其特征在于，其中该滤波处理包括进行一排序步骤，接收该输入色度数据，对于要处理的一像素开始向前取N个该色 度数据，依大小排序成N个排序色度数据；以及进行一选出步骤，从该N个排序色度数据中，取第M个大的色度数据，当做该像素 过滤后的该被过滤色度数据，其中M>1，且N>M。
全文摘要
本发明提供一种影像色彩处理元件与方法，以处理在一影像的一亮度数据与一输入色度数据，该元件包括一边缘侦测单元接收该影像的该亮度数据，对该影像的每一个像素侦测是否属于一图件边缘，且给予一边缘强度；一色度滤波单元接收该影像的该输入色度数据，做色度滤波后输出一被过滤色度数据；一色度混合单元接收边缘强度，被过滤色度数据以及输入色度数据，且根据该边缘强度将该被过滤色度数据与该输入色度数据以权重方式混合，得到一输出色度数据。
文档编号H04N9/77GK102026004SQ20091017216
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者林腾毅, 陈玫霏 申请人:联咏科技股份有限公司