图像锐化方法与图像处理装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种图像锐化方法与图像处理装置。此方法包括：取得一图像中的多个像素；根据所述像素计算一高通滤波器的第一权重，以及一个第一滤波器的第二权重，其中第一滤波器是该高通滤波器与一低通滤波器的卷积；根据高通滤波器、第一权重、第一滤波器与第二权重产生一锐化滤波器；以及根据此锐化滤波器对所述像素执行一锐化运算。藉此，可以让锐化后的图像有较好的视觉效果。
【专利说明】图像锐化方法与图像处理装置
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种图像锐化方法，且特别是有关于一种利用多个滤波器，并调 整滤波器的权重的图像锐化方法与图像处理装置。
【背景技术】
[0002] 在图像处理的【技术领域】当中，图像锐化的运算是用来让图像中的边缘或纹理 (texture)看起来更明显。一般来说，可以用一个高通滤波器来对图像做卷积运算，而卷积 运算的结果可加回原本的图像中。亦即，上述的运算可以增加图像中高频系数的振幅。然 而，此运算同时也会让图像中的噪声看起来更明显。或者，若在图像中有高对比（例如，文 字）的区域，上述的运算可能会产生光环效应（halo effect)、彩边（color ring)效应或者 是其它效应。因此，如何在执行锐化的运算时，同时抑制图像中的噪声并让锐化后的图像有 较好的视觉效果，为本领域技术人员所关心的议题。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种图像锐化方法与图像处理装置，可以动态地执行锐化的运算，藉 此锐化后的图像有较好的视觉效果。
[0004] 本发明一范例实施例提出一种图像锐化方法，适用于一图像处理装置。此方法包 括：取得一图像中的多个像素；根据所述像素计算一高通滤波器的第一权重，以及一个第 一滤波器的第二权重，其中第一滤波器是该高通滤波器与一低通滤波器的卷积；根据高通 滤波器、第一权重、第一滤波器与第二权重产生一锐化滤波器；以及根据锐化滤波器对所述 像素执行一锐化运算。
[0005] 在一范例实施例中，上述根据所述像素计算高通滤波器的第一权重的步骤包括： 将所述像素的一标准差除以一个第一预设标准差以取得第一权重；以及若第一权重大于一 个第一预设值，将第一权重设为第一预设值。
[0006] 在一范例实施例中，上述根据所述像素计算第二权重的步骤包括：将第一预设值 减去第一权重以取得第二权重。
[0007] 在一范例实施例中，上述根据锐化滤波器对所述像素执行锐化运算的步骤包括： 根据所述像素的一标准差计算出一个第一因子；根据所述像素的一高对比程度计算出一个 第二因子；根据第一因子与第二因子计算出一增益值；根据该锐化滤波器对所述像素执行 一卷积运算，并将此卷积运算的结果乘上增益值以取得一锐化值；以及将所述像素的其中 之一加上此锐化值。
[0008] 在一范例实施例中，上述根据所述像素的标准差计算出第一因子的步骤包括：将 此标准差减去一个第一偏移值的差除以一个第一门坎值以取得第一因子。
[0009] 在一范例实施例中，上述根据所述像素的高对比程度计算出第二因子的步骤包 括：根据一个第一高通滤波器对所述像素执行卷积运算以取得第一数值；将一个第二偏移 值减去第一数值的绝对值以取得一个第二数值；以及将第二数值除以一个第二门坎值以取 得第二因子。
[0010] 在一范例实施例中，上述的图像锐化方法还包括：若第一因子大于一个第一预设 值，将第一因子设为第一预设值；若第一因子小于一个第二预设值，将第一因子设为第二预 设值；若第二因子大于第一预设值，将第二因子设为第一预设值；以及若第二因子小于第 二预设值，将第二因子设为第二预设值。
[0011] 在一范例实施例中，上述根据第一因子与第二因子计算出增益值的步骤包括：若 第二因子小于第一预设值，将一预设增益值乘上第二因子以取得增益值；以及若第二因子 大于等于第一预设值，将预设增益乘上第一因子以取得增益值。
[0012] 在一范例实施例中，上述的高通滤波器为拉普拉斯滤波器，并且低通滤波器为高 斯滤波器。
[0013] 以另外一个角度来说，本发明一范例实施例提出一种图像处理装置，包括多核心 计算电路与锐化电路。多核心计算电路是用以取得一图像中的多个像素，根据所述像素来 计算一高通滤波器的第一权重，根据所述像素来计算一个第一滤波器的第二权重，并且根 据高通滤波器、第一权重、第一滤波器与第二权重产生一锐化滤波器。其中，第一滤波器是 该高通滤波器与一低通滤波器的卷积。锐化电路是耦接至多核心计算电路，用以根据锐化 滤波器对所述像素执行一锐化运算。
[0014] 在一范例实施例中，上述的多核心计算电路用以将所述像素的标准差除以一个第 一预设标准差以取得第一权重。若第一权重大于一个第一预设值，多核心计算电路将第一 权重设为第一预设值。
[0015] 在一范例实施例中，上述的多核心计算电路用以将第一预设值减去第一权重以取 得第二权重。
[0016] 在一范例实施例中，上述的图像处理装置还包括噪声检测电路、高对比检测电路 与增益控制电路。噪声检测电路是用以根据所述像素的一标准差计算出一个第一因子。高 对比检测电路是用以根据所述像素的一高对比程度计算出一个第二因子。增益控制电路是 耦接至噪声检测电路、高对比检测电路与锐化电路，用以根据第一因子与第二因子计算出 一增益值。其中，锐化电路根据锐化滤波器对所述像素执行一卷积运算，将此卷积运算的结 果乘上增益值以取得一锐化值，并且将所述像素的其中之一加上此锐化值。
[0017] 在一范例实施例中，上述的噪声检测电路用以将像素的标准差减去一个第一偏移 值的差除以一个第一门坎值以取得第一因子。
[0018] 在一范例实施例中，上述的高对比检测电路用以根据一个第一高通滤波器对所述 像素执行卷积运算以取得一个第一数值，将一个第二偏移值减去第一数值的绝对值以取得 一个第二数值，并且将第二数值除以一个第二门坎值以取得第二因子。
[0019] 在一范例实施例中，若第一因子大于一个第一预设值，噪声检测电路将第一因子 设为第一预设值。若第一因子小于一个第二预设值，噪声检测电路将第一因子设为第二预 设值。若第二因子大于第一预设值，高对比检测电路将第二因子设为第一预设值。若第二 因子小于第二预设值，高对比检测电路将第二因子设为第二预设值。
[0020] 在一范例实施例中，若第二因子小于第一预设值，增益控制电路将一预设增益值 乘上第二因子以取得增益值。若第二因子大于等于第一预设值，增益控制电路将预设增益 乘上第一因子以取得增益值。
[0021] 基于上述，本发明范例实施例所提出的图像锐化方法与图像处理装置，可以动态 地调整一个高通滤波器的权重与一个第一滤波器的权重。特别的是，第一滤波器是该高通 滤波器与一个低通滤波器的卷积，藉此在执行锐化运算时可以同时抑制噪声，并提供较好 的视觉效果。
[0022] 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。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1是根据一范例实施例所绘示的图像处理装置的方块图。
[0024] 图2是根据一范例实施例绘示拉普拉斯滤波器的范例示意图。
[0025] 图3是根据一范例实施例绘示拉普拉斯_高斯滤波器的范例示意图。
[0026] 图4是根据另一范例实施例绘示图像处理装置的方块图。
[0027] 图5是根据一范例实施例绘示图像处理装置400的操作流程图。
[0028] 图6是根据一范例实施例绘示图像锐化方法的流程图。
[0029] [标号说明]
[0030] 100、400 :图像处理装置 P1、P2:像素
[0031] A :锐化滤波器 110 :多核心计算电路
[0032] 120 :锐化电路 201?204、301?302 :滤波器
[0033] 410:噪声检测电路 420:高对比检测电路
[0034] 430:增益控制电路 g:增益值
[0035] S5〇l ?S5〇6、S6〇l ?S6〇4 :步骤
【具体实施方式】
[0036] 图1是根据一范例实施例所绘示的图像处理装置的方块图。
[0037] 请参照图1，图像处理装置100包括多核心计算电路110与锐化电路120。图像处 理装置100可被实作为计算机、服务器、分布式系统、电视、智能型手机、平板计算机、任何 形式的嵌入式系统或电子装置，本发明并不在此限。
[0038] 多核心计算电路110是用以接收以一个图像中的多个像素P1，并且根据这些像素 P1来计算多个滤波器（亦称核心或是屏蔽）的权重，而每一个滤波器的权重可能彼此不相 同。多核心计算电路110会根据这些滤波器以及对应的权重来产生一个锐化滤波器，而锐 化电路120会根据此锐化滤波器来对这些像素执行一个锐化运算以输出像素P2。
[0039] 举例来说，锐化电路120可以根据以下方程序（1)来执行锐化运算。
【权利要求】
1. 一种图像锐化方法，用于一图像处理装置，其特征在于，包括： 取得一图像中的多个像素； 根据该多个像素计算一高通滤波器的一第一权重，W及一第一滤波器的一第二权重， 其中该第一滤波器是该高通滤波器与一低通滤波器的卷积； 根据该高通滤波器、该第一权重、该第一滤波器与该第二权重产生一锐化滤波器；W及 根据该锐化滤波器对该多个像素执行一锐化运算。
2. 根据权利要求1所述的图像锐化方法，其特征在于，其中根据该多个像素计算该高 通滤波器的该第一权重的步骤包括： 将该多个像素的一标准差除W-第一预设标准差W取得该第一权重；W及 若该第一权重大于一第一预设值，将该第一权重设为该第一预设值。
3. 根据权利要求2所述的图像锐化方法，其特征在于，其中根据该多个像素计算该第 二权重的步骤包括： 将该第一预设值减去该第一权重W取得该第二权重。
4. 根据权利要求1所述的图像锐化方法，其特征在于，其中根据该锐化滤波器对该多 个像素执行该锐化运算的步骤包括： 根据该多个像素的一标准差计算出一第一因子； 根据该多个像素的一高对比程度计算出一第二因子； 根据该第一因子与该第二因子计算出一增益值； 根据该锐化滤波器对该多个像素执行一卷积运算，并将该卷积运算的结果乘上该增益 值W取得一锐化值；W及 将该多个像素的其中之一加上该锐化值。
5. 根据权利要求4所述的图像锐化方法，其特征在于，其中根据该多个像素的该标准 差计算出该第一因子的步骤包括： 将该标准差减去一第一偏移值的差除W-第一口坎值W取得该第一因子。
6. 根据权利要求5所述的图像锐化方法，其特征在于，其中根据该多个像素的该高对 比程度计算出该第二因子的步骤包括： 根据一第一高通滤波器对该多个像素执行该卷积运算W取得一第一数值； 将一第二偏移值减去该第一数值的绝对值W取得一第二数值；W及 将该第二数值除W-第二口坎值W取得该第二因子。
7. 根据权利要求6所述的图像锐化方法，其特征在于，还包括： 若该第一因子大于一第一预设值，将该第一因子设为该第一预设值； 若该第一因子小于一第二预设值，将该第一因子设为该第二预设值； 若该第二因子大于该第一预设值，将该第二因子设为该第一预设值；W及 若该第二因子小于该第二预设值，将该第二因子设为该第二预设值。
8. 根据权利要求7所述的图像锐化方法，其特征在于，其中根据该第一因子与该第二 因子计算出该增益值的步骤包括： 若该第二因子小于该第一预设值，将一预设增益值乘上该第二因子W取得该增益值； W及 若该第二因子大于等于该第一预设值，将该预设增益乘上该第一因子W取得该增益 值。
9. 根据权利要求1所述的图像锐化方法，其特征在于，其中该高通滤波器为拉普拉斯 滤波器，并且该低通滤波器为高斯滤波器。
10. -种图像处理装置，其特征在于，包括： 一多核也计算电路，用W取得一图像中的多个像素，根据该多个像素来计算一高通滤 波器的一第一权重，根据该多个像素来计算一第一滤波器的一第二权重，并且根据该高通 滤波器、该第一权重、该第一滤波器与该第二权重产生一锐化滤波器，其中该第一滤波器是 该高通滤波器与一低通滤波器的卷积； 一锐化电路，禪接至该多核也计算电路，用W根据该锐化滤波器对该多个像素执行一 锐化运算。
11. 根据权利要求10所述的图像处理装置，其特征在于，其中该多核也计算电路用W 将该多个像素的一标准差除W-第一预设标准差W取得该第一权重， 其中，若该第一权重大于一第一预设值，该多核也计算电路将该第一权重设为该第一 预设值。
12. 根据权利要求11所述的图像处理装置，其特征在于，其中该多核也计算电路用W 将该第一预设值减去该第一权重W取得该第二权重。
13. 根据权利要求10所述的图像处理装置，其特征在于，还包括： 一噪声检测电路，用W根据该多个像素的一标准差计算出一第一因子； 一高对比检测电路，用W根据该多个像素的一高对比程度计算出一第二因子；W及 一增益控制电路，禪接至该噪声检测电路、高对比检测电路与该锐化电路，用W根据该 第一因子与该第二因子计算出一增益值， 其中，该锐化电路根据该锐化滤波器对该多个像素执行一卷积运算，将该卷积运算的 结果乘上该增益值W取得一锐化值，并且将该多个像素的其中之一加上该锐化值。
14. 根据权利要求13所述的图像处理装置，其特征在于，其中该噪声检测电路用W将 该标准差减去一第一偏移值的差除W-第一口坎值W取得该第一因子。
15. 根据权利要求14所述的图像处理装置，其特征在于，其中该高对比检测电路用W 根据一第一高通滤波器对该多个像素执行该卷积运算W取得一第一数值，将一第二偏移值 减去该第一数值的绝对值W取得一第二数值，并且将该第二数值除W-第二口坎值W取得 该第二因子。
16. 根据权利要求15所述的图像处理装置，其特征在于，其中若该第一因子大于一第 一预设值，该噪声检测电路将该第一因子设为该第一预设值， 若该第一因子小于一第二预设值，该噪声检测电路将该第一因子设为该第二预设值， 若该第二因子大于该第一预设值，该高对比检测电路将该第二因子设为该第一预设 值， 若该第二因子小于该第二预设值，该高对比检测电路将该第二因子设为该第二预设 值。
17. 根据权利要求16所述的图像处理装置，其特征在于，其中若该第二因子小于该第 一预设值，增益控制电路将一预设增益值乘上该第二因子W取得该增益值， 若该第二因子大于等于该第一预设值，增益控制电路将该预设增益乘上该第一因子W 取得该增益值。
18.根据权利要求10所述的图像处理装置，其特征在于，其中该高通滤波器为拉普拉 斯滤波器，并且该低通滤波器为高斯滤波器。
【文档编号】H04N5/208GK104469083SQ201310432133
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】张智凯, 杨智源 申请人:联咏科技股份有限公司