专利名称：图像处理方法
技术领域：
本发明是关于一种图像处理方法，特别是关于一种利用棱线进行处理的 图像处理方法。
背景技术：
一般的图像处理中，例如解交错(de-interlace)的低角度(low angle)处理， 图像数据的一个帧(frame)是由两个图场(field)来合成，即每一个帧会被拆解成 包含第奇数条扫描线的图场(如第1,3,5......条扫描线)与第偶数条扫描线的图
场(如第0,2,4......条扫描线)。
而在同一个图场中需要预估出扫描线L(i)与L(i+2)之间的扫描线L(i+1)， 如
图1所示，且假设目前要先估出线段L(i)与线段L(i+2)之间像素P的亮度色 差(YUV)值时，则必需求出扫描线L(i)与L(i+2)相对像素P的各个角度(图中箭 号所示)的Y值分量差，并将该些Y值分量差作比较，通常会取出最小值为该 像素P的角度。最后，再取具有最小Y值分量差的两像素亮度色差值的平均 值作为此像素P的YUV值。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在提供一种新的图像处理方法。 任何一图像的Y值分量所构成的灰阶图像可类同于一张地图，而棱线图 又可清楚描述此地图的特征，因此可利用此一特征作为图像处理的依据。
本发明的一实施例提供了一种图像处理方法，包含有下列步骤首先， 接收一帧，该帧包含复数个像素；分析每一像素的亮度(Y)，以得知该帧的亮 度分布；接着，根据该亮度分布状态求出亮度分布的复数条棱线；以及根据该棱线对该帧进行图像处理。
本发明的另一实施例提供了一种图像处理方法，包含有下列步骤首先， 接收一帧，该帧包含至少一第一、至少一第三扫描线，每一扫描线包含复数 个像素，且该帧包含一第二扫描线，而该第二扫描线像素的参数值为未知； 接着，分析该帧每一像素的亮度(Y),以求得该帧的亮度分布图；之后，根据 预设的复数个判断标准，计算每一像素亮度与其他像素亮度间的复数个相关 指标，以判定该第一、第三扫描线上一预设长度内相对最暗与相对最亮的像 素；再根据该些相关指标连接第一、第三扫描线相对最暗的像素，以产生一 第一棱线、及根据该些相关指标连接第一、第三扫描线相对最亮的像素，以 产生一第二棱线；以及根据该第一、第二棱线上的像素亮度，求出该两棱线 间该第二扫描线每一像素的亮度值；最后，根据该第二扫描线的该些亮度值 求出该第二扫描线上每一像素的图像参数值。
本发明的另一实施例提供了一种图像处理方法一种图像处理方法，包含 有下列步骤首先，接收一帧，该帧包含复数个像素；定义相邻像素的水平 差，以产生至少一第一指标；定义相邻像素的高低点，以产生至少一第二指 标；设定至少一高低棱线连接标准，以产生至少一第三指标；定义每一像素 的方向旗标，以产生至少一第四指标；判断像素是否属于高角度(High Angle) 的像素，并产生至少一第五指标；判断棱线的左右宽度，以产生至少一第六 指标；判断棱线连线的左右方向，以产生一第七指标；根据该第一、二、三、 四、五、六、七指标，将高点像素连线以产生至少一第一棱线，且将低点像 素连线以产生至少一第二棱线；以及根据该第一、二、三、四、五、六、七 指标与该些棱线，计算像素的图像参数值。
本发明实施例的图像处理方法利用帧中像素亮度的相对低点及相对高 点，来求得棱线。根据棱线的状态，便可进行各种图像处理。图1显示已知技术于帧中计算亮度色差值的示意图。
图2显示本发明一实施例于帧中计算亮度色差值的示意图。
图3A 5B显示本发明实施例计算亮度色差值的范例。
图6显示本发明一实施例的图像处理方法的流程图。
图7A， 7B显示本发明另一实施例的图像处理方法的流程图。
图8显示本发明另一实施例的图像处理方法的流程图。
图9~14B显示配合图8说明的参考图。
具体实施例方式
以下参考图式详细说明本发明的图像处理方法。
图2显示一帧中包含部分扫描线的图场(例如，己知技术中包含第奇数条 (1，3,5......)的图场)的示意图。该图中L(i)为第一扫描线、L(i+1)为第二扫描线、
L(i+2)为第三扫描线。其中，第一、第三扫描线每一像素P的参数值(如亮度 色差值(YUV))为己知，第二扫描线像素P的参数值为未知。
如图2所示，本发明实施例的图像处理方法，是分析第一与第三扫描线 上每一像素的亮度Y(i，j)与Y(i+2,j)，找出一预设范围A、或一预设长度D中 相对较暗(低点)及相对较亮(高点)的像素。由该图可知，第一扫描线L(i)上相 对较暗的像素为P(i， 7)，相对较亮的像素为P(i， 15);第三扫描线L(i+2)上相对 较暗的像素为P(i+2， 5)，相对较亮的像素为P(i+2， 13)。接着，将两扫描线L(i)、 L(i+2)上的目标像素P(i, 7)与P(i+2， 5)连线，可得到一相对较低亮度像素连接 成的低棱线(Low CrestLine)LCL;以及将目标像素P(i, 15)与P(i+2， 13)连线， 可得到一相对较高亮度像素连接成的高棱线(High Crest Line)HCL。之后，可 利用低棱线LCL来推算出第二扫描线L(i+1)的相对低点的位置，即低点为像 素P(i+l， 6);以及利用高棱线HCL来推算出第二扫描线L(i+l)的相对高点的 位置，即高点为像素P(i+U4)，进而可决定像素P(i+l,6) P(i+l，14)每一像素的角度，以算出每一像素P(i+1, 6) P(i+l, 14)的参数值，例如亮度色差值YUV。 举例而言，在第二扫描线上的像素P(i+l， 6)即可根据棱线LCL的角度来 直接计算，取第一扫描线像素P(i， 7)与第三扫描线像素P(i+2， 5)的亮度色差值 YUV的平均值，作为像素P(i+l,6)的亮度色差值YUV。而不必如图1的已知 技术般，无法事先决定像素的角度，而需在计算多个角度得到不同YUV平均 值后，再决定以最小的YUV值作为该像素的角度。因此，本发明的图像处理 方法与已知技术相较下较能节省系统资源，并可加快处理速度。图3A 5B是显示本发明图像处理方法在处理图像时的范例。于第3A、 3B 图中，如图3A显示的图像为一条线，而若将该线段的B处放大观察，则B处 的Y值分量可如图3B所示。可发现第一、第三扫描线L(i)、 L(i+2)上相对较 暗的像素(图中标示L1、 Ll'、 L2、 L2，)及相对较亮的像素(图中标示H1、 Hl'、 H2、 H2，)，通过H1H1'、 L1L1'、 L2L2'、 H2H2'连接得到的四条棱线可得知 第二扫描线L(i+l)像素的亮度色差值YUV值该由那两点平均，而得到第二扫 描线L(i+1)像素的亮度色差值YUV。而图4A、 4B与图5A、 5B均可通过不 同扫描线上相对较亮H像素连线的棱线、及相对较暗像素L连线的棱线，来求得中间扫描线的图像色差值YUV。其细节不再重复赘述。图6显示本发明一实施例的图像处理方法的流程图。该方法包含下列步骤步骤S602:开始。步骤S604:接收一帧，该帧包含复数个像素。步骤S606:像素分析步骤，分析每一像素图像色差值(YUV)的亮度(Y)，以求得该帧的亮度分布图。步骤S608:相关指标计算步骤，根据预设的复数个判断标准，计算每一 像素亮度与其他像素亮度间的复数个相关指标。步骤S610:目标像素找寻步骤，根据该些相关指标判定该帧中一预设范 围内相对最暗与相对最亮的像素。指标将相对最暗的像素连线， 以产生至少一第一棱线、及根据该些相关指标连接将相对最亮的像素连线， 以产生至少一第二棱线。步骤S614:图像处理步骤，根据该些棱线对该帧进行图像处理。步骤S616:结束。须注意者，说明至此，熟悉本领域的技术者应能理解如何利用棱线来进 行各种图像处理，因此关于处理部分不再赘述。上述图像处理至少包含计算 每一像素的图像参数值。图7A，图7B显示本发明另一实施例的图像处理方法的流程图。该方法包含下列步骤步骤S702:开始。步骤S704:接收一帧，该帧包含至少一第一、至少一第三扫描线，每一扫描线包含复数个像素，且该第一、第三扫描线之间更包含一第二扫描线， 其中该第二扫描线像素的图像参数值为未知。步骤S706:分析该帧每一像素图像色差值(YUV)的亮度(Y)，以求得该帧 的亮度分布图。步骤S708:根据预设的复数个判断标准，计算每一像素亮度与其他像素 亮度间的复数个相关指标。步骤S710:根据该些相关指标判定该第一、第三扫描线上一预设长度内相对最暗与相对最亮的像素。步骤S712:根据该些相关指标连接第一、第三扫描线相对最暗的像素，以产生一第一棱线、及根据该些相关指标连接第一、第三扫描线相对最亮的 像素，以产生一第二棱线。步骤S714:根据该第一、第二棱线上的像素亮度，求出该两棱线间该第二扫描线每一像素的亮度值。步骤S716:根据该第二扫描线的该些亮度值求出该第二扫描线上每一像素的图像参数值，例如图像色差值。 步骤S718:结束。须注意者，上述实施例所述的预设判断标准以及所得出的相关指标可由 设计者自订，熟悉本领域的技术者应能自行设计，例如水平差、高低点、高低线、高角度(HighAngle)、棱线判断、左右决定、高角度修正、低角度(Low Angle)修正......等的至少其中的一或其组合；当然判断标准与相关指标，并不局限于上述，可根据设计与需求来决定。以下配合示例的判断标准与相关指标说明本发明另一实施例的图像处理 方法。如图8所示，该方法包含下列步骤步骤S802:开始。步骤S804:接收一帧，该帧包含至少一扫描线，且每一扫描线包含复数 个像素。步骤S806:定义水平差，即定义帧中像素两两之间的亮度关系。定义水平差一实施例的方程式如下:DFV = ABS(Y[i][j]，Y[i][j + l]) If(DFV〈TH)HDS[i][j] = l=>Zero Elseif(Y[i][j]<Y[i][j + l])HDS[i][j] = 2=>Up ElseHDS[i][j] = 0=>Dn ……(1)方程式(l)是用以定义扫描线的任两像素的亮度是相近(水平)、亮度变亮 (向上)、或亮度变暗(向下)。DFV(Difference Value)是表示两像素亮度值Y值 Y[ i ][ j ]与Y[ i ][ j + l]差值的绝对值；TH (Threshold Value)表示一预设的亮度 范围；HDS(Horizontal Difference State)表示两像素亮度值的水平差状态为相 近、上升或下降的趋势。如图9所示，假设接收到该帧一扫描线的两像素的 亮度Y值Y[i][j]与Y[i][j + l]。判断两亮度差值小于一预设值TH，则认是平的，只要右边比左边大则往上，右边比左边小则往下；依此方式，可决 定出该帧中所有像素两两间的关系。步骤S808:定义高低点，即定义出像素两两之间的高低关系。定义高低点一实施例的方程式如下if((HDS[i][j-l]==0)&&(HDS[i][j] !=0》 HLF,]=0=>Low ……(2.1)Else if ((HDS, == 2)&&(HDS[i][j-l] != 2》HLF[i][j] = 0=〉Low ……(2.2)Else if ((HDS[i][j-l] == 2)&&(HDS[i][j] != 2))HLF, = 2=>High ……(2.3)Else if ((HDS[i][j] = 0)&&(HDS[i][j-l] != O))HLF则]=2=>High ……(2.4) ElseHLF剛=l=>Other ……(2.5)方程式(2.1 2.5)是用以定义扫描线的任两像素的高低关系。HDS表示两 像素亮度值的水平差状态为相近、上升或下降的趋势。HLF(High Low Flag) 表示该像素为高、低或其他状态的旗标。如图9所示，假设接收到该帧-扫 描线的第一、二、三像素的亮度Y值Y[i][j-l]、 Y[i][j]、与Y[i][j + l]。方程式的说明如下(2.1) 假设Yl与Y2的水平差状态值为向下(等于0)，且Y2与Y3的水平 差状态值不为向下(不等于O)，则此时Y[i][j]应属于较低的状态，被标记为LOW;或(2.2) 假设Y2与Y3的水平差状态值为向上(等于2)，且Yl与Y2的水平 差状态值不为向上(不等于2)，则此时Y[i][j]应属于较低的状态，被标记为LOW; 或(2.3) 假设Yl与Y2的水平差状态值为向上(等于2)，且Y2与Y3的水平 差状态值不为向上(不等于2)，则此时Y[i][j]应属于较高的状态，被标记为High;或(2.4) 假设Y2与Y3的水平差状态值为向下(等于0)，且Yl与Y2的水平 差状态值不为向下(不等于0)，则此时Y[i][j]应属于较高的状态，被标记为 High;或(2.5) 表示其他的状态HLF[i][j] = 1 ， Y[ i ][ j ]应属于水平状态，被标记为 Other o依此方式，可决定出该帧中任一像素应属于高点、低点、或是水平的点， 且得知每点的高低相应关系。步骤S810:高低棱线处理步骤，将高点连线以产生至少一高棱线，将低点连线以产生至少一低棱线。 一实施例，如图10所示，连线前设定可连线的 范围，假设在一扫描线上的一低点L在该扫描线的位置为第n点， 一高点H 的位置为第m点，则高点H与低点L间的长度必须小于一预设距离d，若m-n 小于d时，该高点与低点的HLI(HighlowIndex)等于m-n;若m-n大于等于d 时，该高点与低点的HLI等于O，如下列方程式所示If(m-n<d) HLI = m _ nElseHLI=0 ......(3)依此方式，在高点间与低点间进行棱线的连线时，可以将消耗的系统资 源(resource)控制在预定的范围内。步骤S812:接着定义每一像素的方向旗标RLF(Right Left Flag): RLF [i][j]=0表示该像素的连线角度向左(Left); RLF [i][j] = 1表示该像素属于未知 状态(Unknown); RLF [i][j] = 2表示该像素的连线角度向右(Right); RLF [i][j〗= 3表示该像素属于高角度(垂直连线)(High Angle)。步骤S814:判断是否为高角度(High Angle):—实施例，如图11所示， 当高低点的位置接近，HLI(m-n)的差在l以内，则该像素的RLF:3。该像素为高角度(HighAngle)的像素，该像素将具有较高的连线优先权，在作棱线的 连线处理时便不须与旁边两点作比较，须优先连线，(如图中箭号所示)来相互 连接。步骤S816:棱线判断 一实施例，如图12所示，右或左线段宽度RI(Right Index)/LI(Leftlndex)必须小于2XHLI+1 ，且小于预设长度(如19)的条件；或 是RV(Right Value)/LV(Left Value)等于两高低点Y值分量差的平均；或是两 HLI的差必需小于HLI/4+2否则直接设定为RV/LV-255。 同样参考图12，另外一种判断RV/LV的方式如下， Valuel =两高低点差 Value2=两高低点差 Value3 = ABS(Valuel,Value2)If (Value3 > TH)||( Valuel < TH川(Value2 < TH) RV/LV=255 ......(4)步骤S818:决定棱线连线的左右方向。 一实施例的棱线连线的左右方向 判断方程式如下if(RV+TH<LV)RLF = 2; else if(RV>LV+TH)RLF=0;Else if(LAI〉 2*LOW—ANGLE—DETECTION—NUMBER) RLF = 2;else if (LAI < 2*LOW_ANGLE—DETECTION—NUMBER)RLF = 0; elseRLF=1; ......(5)其中，LAI(Low Angle Index)是由上一条扫描线计算出低角度(Low Angle)的结果。另一实施例的棱线连线的左右方向判定标准为要连结的两条高低棱线13的方向必须一致，否则不成立，如图12的两箭号的方向，若成立则将所有相关点记录为索引FRI(F Right Index)/FLI(F Left Index) = RI/LI。一实施例，以下方程式可根据上述参数与指标推算出每一像素的低角度的结果if(FRI) (if(FLI)LAI = 2*LOW_ANGLE—DETECTION—NUMBER; elseLAI=2*LOW—ANGLEJDETECTION—NUMBER+FRI; else if(FLI)LAI= 2*LOW—ANGLE—DETECTION—NUMBER画FLI; elseLAI = 2*LOW—ANGLE—DETECTION—NUMBER; } ……(6)步骤S820:高角度(HighAngle)的修正与调整。 一实施例，如图13所示， 假设像素P已被判定为高角度的点，则可以再利用该像素P上下分别的三像 素(左、右、中三点)的亮度(Y)值分量差作选择，选择会使图像亮度较均匀呈 现的分量差来作为该像素的LAI(Low Angle Index),如图中示例的LAI可等于 19、 18、或17。步骤S822:低角度(LowAngle)的修正与调整。 一实施例，如图14A、 14B 所示。图14A显示第二扫描线L(i+l)修正前的像素亮度值，由该图可知亮度 的变化过于强烈由亮度值18直接变化为24。根据本发明实施例，可将第14A 图中像素的亮度调整为图14B所示的由18、 20、 22逐渐上升到24。如此， 可使图像的亮度变化较平滑。步骤S824:根据上述步骤得到的参数(相关指标)与棱线，计算像素的图像参数值(亮度色差值)。步骤S826:结束。本发明实施例的图像处理方法，是利用找出帧中像素亮度的相对低点及 相对高点，以求得棱线。再利用棱线本身的相连结，而可推算出未知图像参 数值的中间线相对应的低点及高点位置，进而可决定各像素计算的角度，以 算出像素的亮度色差值的平均，而得到中间线各像素的亮度色差值值。须注意者，以上虽以实施例说明本发明，但并不因此限定本发明的范围， 只要不脱离本发明的要旨一利用图像分布的棱线来进行图像处理的方式，均 属于本发明的专利申请范围。
权利要求
1.一种图像处理方法，该方法包含有接收一帧，该帧包含复数个像素；分析每一像素的亮度，以得知所述的帧的亮度分布；根据该亮度分布状态求出亮度分布的复数条棱线；以及根据所述的棱线对所述的帧进行图像处理。
2. 如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述的棱线求出的 方法包含下列步骤根据预设的复数个判断标准，计算每一像素亮度与其他像素亮度间的复 数个相关指标，以判定所述的帧中一预设范围内相对最暗与相对最亮的像素； 以及根据所述的这些相关指标将相对最暗的像素连线，以产生至少一第一棱 线、及根据所述的这些相关指标连接将相对最亮的像素连线，以产生至少一 第二棱线。
3. 如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，对所述的帧进行的 图像处理至少包含求取各像素的图像参数值。
4. 如权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，所述的这些相关指 标包含水平差、高低点、高低线、高角度、棱线判断、左右旗标，其中的一 或其组合。
5. —种图像处理方法，该方法包含有:接收一帧，所述的帧包含至少一第一、至少一第三扫描线，每一扫描线 包含复数个像素，且所述的帧包含一第二扫描线，而所述的第二扫描线像素 的图像参数值为未知；分析所述的帧每一像素的亮度，以求得所述的帧的亮度分布图； 根据预设的复数个判断标准，计算每一像素亮度与其他像素亮度间的复数个相关指标，以判定所述的第一、第三扫描线上一预设长度内相对最暗与 相对最亮的像素；根据所述的这些相关指标连接第一、第三扫描线相对最暗的像素，以产 生一第一棱线、及根据所述的这些相关指标连接第一、第三扫描线相对最亮 的像素，以产生一第二棱线；以及根据所述的第一、第二棱线上的像素亮度，求出所述的两棱线间所述的 第二扫描线每一像素的亮度值；根据所述的第二扫描线的所述的这些亮度值求出所述的第二扫描线上每 一像素的图像参数值。
6. 如权利要求5所述的图像处理方法，其特征在于，所述的这些相关指 标包含水平差、高低点、高低线、高角度、棱线判断、左右旗标，其中的一 或其组合。
7. 如权利要求5所述的图像处理方法，其特征在于，所述的图像参数值 至少包含亮度色差值。
8. 如权利要求5所述的图像处理方法，其特征在于，所述的第二扫描线 位于第一、第三扫描线之间。
9. 一种图像处理方法，该方法包含有 接收一帧，该帧包含复数个像素； 定义相邻像素的水平差，以产生至少一第一指标； 定义相邻像素的高低点，以产生至少一第二指标； 设定至少一高低棱线连接标准，以产生至少一第三指标； 定义每一像素的方向旗标，以产生至少一第四指标； 判断像素是否属于高角度的像素，并产生至少一第五指标； 判断棱线的左右宽度，以产生至少一第六指标； 判断棱线连线的左右方向，以产生一第七指标；根据所述的第一、二、三、四、五、六、七指标，将高点像素连线以产生至少一第一棱线，且将低点像素连线以产生至少一第二棱线；以及根据所述的第一、二、三、四、五、六、七指标与所述的这些棱线，计算像素的图像参数值。
10.如权利要求9所述的图像处理方法，其特征在于，该方法更包含根据所述的图像参数值计算结果微调像素的亮度，使扫描线的亮度得到均匀呈现的结果。
全文摘要
一种图像处理方法，该方法利用帧中像素亮度的相对低点及相对高点，来求得棱线，且根据棱线的状态进行各种图像处理。本发明提供的图像处理方法利用帧中像素亮度的相对低点及相对高点，来求得棱线。根据棱线的状态，便可进行各种图像处理。本发明提供了一种新的图像处理方法。
文档编号H04N9/64GK101594544SQ20081009840
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月26日 优先权日2008年5月26日
发明者李志山 申请人:矽统科技股份有限公司