影像处理电路与相关的影像处理方法与流程

[0001]
本发明是有关于影像处理电路，尤指一种提升影像锐利度的影像处理电路。


背景技术：

[0002]
传统上提升影像锐利度通常是采用线性高频滤波器来进行，然而，如果所使用的线性高频滤波器的频率较高(或称为长度较短)，则会破坏影像原本的纹路，使得物体的边缘的亮度高于中心亮度的情形；另外，如果所使用的线性高频滤波器的频率较低(或称为长度较长)，则会使得锐利化后的物体变的较粗，在物体的边缘形成较粗的灵影(ringing)，因而影响到了显示品质。


技术实现要素：

[0003]
因此，本发明的目的之一在于提供一种影像处理电路，其可以在有效地提升影像锐利度的情形下，避免先前技术所述的缺陷，以解决先前技术中的问题。
[0004]
在本发明的一个实施例中，揭露了一种影像处理电路，其包含有一接收电路、一锐利度处理电路、一亮度变化处理电路以及一输出电路。在该影像处理电路的操作中，该接收电路用以接收一影像资料，该锐利度处理电路用以对该影像资料进行一高频滤波操作以产生一处理后影像资料，该亮度变化处理电路用以决定出该影像资料中每一个像素的高频成分，且针对每一个像素，计算该像素的高频成分与邻近像素的高频成分的差异，以产生一辅助影像资料，且该输出电路用以根据该处理后影像资料以及该辅助影像资料以产生一输出影像资料。
[0005]
在本发明的另一个实施例中，揭露了一种影像处理方法，其包含有以下步骤：接收一影像资料；对该影像资料进行一高频滤波操作以产生一处理后影像资料；决定出该影像资料中每一个像素的高频成分，且针对每一个像素，计算该像素的高频成分与邻近像素的高频成分的差异，以产生一辅助影像资料；以及根据该处理后影像资料以及该辅助影像资料以产生一输出影像。
附图说明
[0006]
图1为根据本发明一实施例的影像处理电路的示意图。
[0007]
图2绘示了影像资料、处理后影像资料以及输出影像的示意图。
[0008]
图3为根据本发明一实施例的一种影像处理方法的流程图。
[0009]
符号说明
[0010]
100
ꢀꢀ
影像处理电路
[0011]
102
ꢀꢀ
后端处理电路
[0012]
104
ꢀꢀ
显示面板
[0013]
110
ꢀꢀ
接收电路
[0014]
120
ꢀꢀ
锐利度处理电路
[0015]
130
ꢀꢀ
亮度变化处理电路
[0016]
140
ꢀꢀ
输出电路
[0017]
300～308 步骤
[0018]
din
ꢀꢀ
影像资料
[0019]
d1
ꢀꢀꢀ
处理后影像资料
[0020]
d2
ꢀꢀꢀ
辅助影像资料
[0021]
dout 输出影像
具体实施方式
[0022]
第1图为根据本发明一实施例的影像处理电路100的示意图。如图1所示，影像处理电路100包含了一接收电路110、一锐利度处理电路120、一亮度变化处理电路130以及一输出电路140。在本实施例中，影像处理电路100是用来接收一影像资料(影像图框)din后进行锐利化处理以产生一输出影像dout，且输出影像dout透过一后端处理电路102的处理之后被传送到一显示面板104并显示于其上。
[0023]
在影像处理电路100的操作中，接收电路110接收影像资料din，锐利度处理电路120对影像资料din进行一高频滤波操作以产生一处理后影像资料din，举例来说，该高频滤波操作可以使用任何适合的高频空间滤波运算子(operator)，例如(-0.1,-0.3,+0.8,-0.3,-0.1)，来对影像资料din进行运算后，再与影像资料din相加后以产生处理后影像资料d1。亮度变化处理电路130决定出影像资料din中每一个像素的高频成分，且针对每一个像素，计算该像素的高频成分与邻近像素的高频成分的差异，以产生一辅助影像资料d2，举例来说，针对影像资料din中连续的多个像素的每一个像素，亮度变化处理电路130根据该像素的一侧的n个像素以及另一侧的m个像素是否都存在着亮度高于该像素的亮度的像素、或是该像素的一侧的该n个像素以及另一侧的该m个像素是否都存在着亮度低于该像素的亮度的像素，以计算出该像素的高频成分，其中n、m可以是相同或不相同的正整数，举例而言，n等于3，m等于3。接着，针对每一个像素，亮度变化处理电路130可以计算该像素与位于该像素两侧的相邻像素的高频成分的差异，以产生辅助影像资料d2。最后，输出电路140根据处理后影像资料d1以及辅助影像资料d2来产生输出影像dout。
[0024]
详细举例来进行说明，在以下的说明中是假设影像资料din包含了位于图框中同一列或是同一行的连续的多个像素，在以下的内容中是以连续的18个像素来进行说明。假设影像资料din在位置1～18所对应到的像素的像素值分别为150、150、150、150、150、200、200、200、200、150、150、150、150、200、200、200、200、200，则上述的经过高频运算子计算后的结果、处理后影像资料d1、高频成分、辅助影像资料d2以及输出影像dout可以参考以下的表一。
[0025]
[0026][0027]
表一
[0028]
参考以上表一的范例，以高频运算子(-0.1,-0.3,+0.8,-0.3,-0.1)为例来说明，像素p(x)的经过高频运算子计算后的结果是为：((-0.1)*p(x-2)+(-0.3)*p(x-1)+0.8*p(x)+(-0.3)*p(x+1)+(-0.1)*p(x+2))，其中p(x-1)与p(x-2)分别为像素p(x)左侧第一个与第二个像素的亮度值，且p(x+1)与p(x+2)分别为像素p(x)右侧第一个与第二个像素的亮度值。处理后影像资料d1为影像资料din的原始亮度加上每一个像素经过高频运算子计算后结果。关于高频成分的计算，针对每一个像素，当该像素的左侧的3个像素以及右侧的3个像素都存在着亮度高于该像素的亮度的像素、或是该像素的左侧的3个像素以及右侧的3个像素都存在着亮度低于该像素的亮度的像素时，亮度变化处理电路130计算该像素与左侧的3个像素以及右侧的3个像素的亮度差异，以计算出该像素的高频成分。在一范例中，亮度变化处理电路130可以选择左侧的3个像素以及右侧的3个像素中与该像素的亮度差异最大的像素，来计算出该像素的高频成分。以具有位置“7”的像素来进行说明，由于具有位置“4”～“6”的像素以及具有位置“8”～“10”的像素中都存在着亮度低于具有位置“7”的像素的亮度的像素(亦即，具有位置“4”、“5”、“10”的像素)，且具有位置“4”、“5”、“10”的像素中的最低亮度是“150”，因此，具有位置“7”的像素的高频成分可以透过将本身的亮度“200”减去上述的最低亮度“150”，而得到高频成分“+50”；在另一例子中，以具有位置“11”的像素来进行说明，由于具有位置“8”～“10”的像素以及具有位置“12”～“14”的像素中都存在着亮度高于具有位置“11”的像素的亮度的像素(亦即，具有位置“8”、“9”、“14”的像素)，且具有位置“8”、“9”、“14”的像素中的最高亮度是“200”，因此，具有位置“1”的像素的高频成分可以透过将本身的亮度“150”减去上述的最高亮度“200”，而得到高频成分
“-
50”。
[0029]
另一方面，针对每一个像素，该像素的左侧的3个像素以及右侧的3个像素并非都存在着亮度高于该像素的亮度的像素、或是该像素的左侧的3个像素以及右侧的3个像素并非都存在着亮度低于该像素的亮度的像素时，亮度变化处理电路130直接将该像素的高频成分设为零或是一预设值。以具有位置“6”的像素来进行说明，由于具有位置“3”～“5”的像素仅存在着亮度低于具有位置“6”的像素的亮度的像素，但是具有位置“7”～“9”的像素却不存在着亮度低于具有位置“6”的像素的亮度的像素，故亮度变化处理电路130可以直接将具有位置“6”的像素的高频成分设为“0”。
[0030]
接着，关于辅助影像资料d2，针对每一个像素，亮度变化处理电路130可以将该像素的高频成分减去于该像素两侧的相邻像素的高频成分的差异，在乘上一比例参数(本实
施例中为“0.8”)，以产生辅助影像资料d2中该像素的数值。举例来说，具有位置“9”的像素为例，由于具有位置“8”、“9”、“10”的像素的高频成分分别为“+50”、“0”、“0”，因此，具有位置“9”的像素的辅助影像资料可以计算如下：(0-50-0)*0.8＝(-40)。另外以具有位置“7”的像素为例，由于具有位置“6”、“7”、“8”的像素的高频成分分别为“0”、“+50”、“+50”，因此，具有位置“7”的像素的辅助影像资料可以计算如下：(50-0-50)*0.8＝0。
[0031]
需注意的是，上述对于每一个像素的高频成分以及辅助影像资料的计算仅是作为范例说明，而并非是作为本发明的限制。举例来说，在高频成分以及辅助影像资料的计算过程中所参考的邻近像素的数量、以及亮度差异的计算方式可以根据设计者的考虑而有所变化。
[0032]
关于输出影像dout的计算，输出电路140可以直接将处理后影像资料d1以及辅助影像资料d2相加以产生表一所示的输出影像dout。在另一实施例中，输出电路140可将处理后影像资料d1乘上一权重(weighting)，以及将辅助影像资料d2乘上另一权重后，再彼此相加，以产生输出影像dout。上述权重可以是任意数值，可依设计需求进行调整。
[0033]
需注意的是，上述实施例中所述的“亮度”可以根据采用的色板的不同而包含了不同的像素值，以“红绿蓝”色板来说，上述实施例的亮度的运算是包含了红色像素值、绿色像素值以及蓝色像素值的运算；以“亮度及色差(yuv)”色板来说，上述实施例的亮度的运算即为亮度(y)的运算；以“青、洋红、黄、黑(cmyk)”色板来说，上述实施例的亮度的运算是包含了青色像素值、洋红色像素值、黄色像素值以及黑色像素值的运算。
[0034]
图2绘示了表一中影像资料din、处理后影像资料d1以及输出影像dout的示意图，其中横轴是像素位置，纵轴是亮度值。如图2所示，处理后影像资料d1为锐利度调整后物体的边缘的亮度高于中心亮度的情形，而透过本实施例的透过辅助影像资料d2来修正处理后影像资料d1，可以让输出影像dout具有更佳的锐利化效果，且不会有先前技术所述缺陷存在，因此具有更好的显示品质。
[0035]
图3为根据本发明一实施例的一种影像处理方法的流程图。参考以上实施例的说明，影像处理方法的流程如下所述。
[0036]
步骤300：流程开始。
[0037]
步骤302：接收一影像资料。
[0038]
步骤304：对该影像资料进行一高频滤波操作以产生一处理后影像资料。
[0039]
步骤306：决定出该影像资料中每一个像素的高频成分，且针对每一个像素，计算该像素的高频成分与邻近像素的高频成分的差异，以产生一辅助影像资料。在一实施例中，在决定出该影像资料中每一个像素的高频成分的步骤上，可以针对该影像资料中多个像素的每一个像素，根据该像素的一侧的n个像素以及另一侧的m个像素是否都存在着亮度高于该像素的亮度的像素、或是该像素的一侧的该n个像素以及另一侧的该m个像素是否都存在着亮度低于该像素的亮度的像素，以计算出该像素的高频成分。
[0040]
步骤308：根据该处理后影像资料以及该辅助影像资料以产生一输出影像。
[0041]
应了解到，在本实施方法中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。