图像锐化方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种锐化方法及其装置, 锐化方法包括依次进行的变换步骤、滤波步骤和核化去噪步骤，包括：根据待处理像素点、左边第一个像素点、右边第一个像素点、左边第二个像素点和右边第二个像素点构成邻域数据，根据邻域数据进行频域变换处理后并计算得出系数向量，根据系数向量计算子滤波加权系数，根据邻域数据、子滤波加权系数和子滤波脉冲响应函数处理得出滤波后数据，根据邻域数据、子滤波加权系数和权值调节参数计算得出锐化加权值，根据阀值参数对滤波后数据进行去噪处理，对去噪后数据进行锐化处理并处理的锐化后数据。实现根据图像内容自适应调节地进行锐化处理，从而达到锐化后视觉效果更加自然。
【专利说明】图像锐化方法及其装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数字视频处理领域，尤其涉及一种图像锐化方法和使用该锐化方法的 锐化装置。
【背景技术】
[0002] 随着计算机的广泛使用W及数字电视的出现，人们对视频图像的清晰度要求越来 越高，当标准清晰度视频被放大到高清晰度视频播放时，视频图像边缘的细节将出现丢失， 使得图像整体出现模糊现象。图像的清晰度、锐度也会因为编码和如降噪、去振铃效应、去 块等各种处理而丢失。该时通常进行边缘和细节的增强来恢复丢失的高频信息或增加高频 信息来提高图像分辨率和感知清晰度，该种后处理技术称为锐化处理。
[0003] 现有的锐化处理实现方案通常需要依次进行亮度瞬态提升处理（LTI, Luminance Transient Improvement)和峰化处理（Peaking)。LTI对亮度信号的上过渡带进行检测， 当出现亮度信号过渡时，使信号的过渡带变窄，边缘变睹，从而提高图像的清晰度。化aking 通过增强图像的中高频段的信息，从而提高图像的清晰度。
[0004] 然而，LTI处理中的滤波器增益是固定的，不能根据图像的实际内容进行调节，W 及化aking处理中将会使用多个子滤波器，其中的子滤波器增益也是固定的，不能自适应 调节。由于处理方式单一，而图像不同区域需要不同的处理方式，使用固定滤波器使得锐化 的处理结果不自然。另外LTI和化aking中的滤波器频带范围有重叠，对于重叠范围内的 图像数据会进行多次锐化处理可能会产生边缘增益叠加效应，从而降低图像视觉效果。
【发明内容】
[0005] 本发明的第一目的提供一种可W根据图像内容自适应调节进行图像锐化处理的 锐化方法。
[0006] 本发明的第二目的提供一种可W根据图像内容自适应调节进行图像锐化处理的 锐化装置。
[0007] 为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种锐化方法，包括依次进行的变换步 骤、滤波步骤和核化去噪步骤，其中，变换步骤包括；根据待处理像素点、待处理像素点的左 边第一个像素点、待处理像素点的右边第一个像素点、待处理像素点的左边第二个像素点 和待处理像素点的右边第二个像素点构成邻域数据的步骤；根据邻域数据进行频域变换处 理后并计算得出系数向量的步骤，滤波步骤包括：根据系数向量计算子滤波加权系数的步 骤；根据邻域数据、子滤波加权系数和子滤波脉冲响应函数处理得出滤波后数据的步骤； 根据邻域数据、子滤波加权系数和权值调节参数计算得出锐化加权值的步骤，核化去噪步 骤包括：根据阀值参数对滤波后数据进行去噪处理并处理得出去噪后数据的步骤；根据待 处理像素点、锐化加权值对去噪后数据进行锐化处理并处理的锐化后数据的步骤。
[0008] 由上述方案可见，依次进行变换步骤、滤波步骤、锐化步骤、信号合成等处理后，由 于通过滤波步骤可产生一组子滤波加权系数用来控制多带滤波器的子带增益，由于滤波步 骤的增益由加权系数产生，所w在锐化步骤中，将滤波输出结果与原始输入图像数据进行 加权变换，从而达到锐化后视觉效果更加自然，继而实现根据图像内容自适应调节地进行 图像锐化处理。
[0009] 更进一步的方案是，根据邻域数据进行频域变换处理后并计算得出系数向量的步 骤为根据五阶变换矩阵对邻域数据进行频域变换处理并计算得出系数向量的步骤。
[0010] 由上可见，通过五阶变换矩阵可对邻域数据根据五阶变换矩阵中的不同行系数分 别进行高频、中频、低频的滤波，从而提高数据变换效果，同时亦可减少运算量。
[0011] 更进一步的方案是，子滤波加权系数的数量为至少H个；根据系数向量计算子滤 波加权系数的步骤为根据系数向量和系数向量的多个分量分别计算得出多个子滤波加权 系数。
[0012] 更进一步的方案是，子滤波脉冲响应函数的数量为至少H个，根据邻域数据、子滤 波加权系数和子滤波脉冲响应函数处理得出滤波后数据的步骤包括；将邻域数据点乘于一 个子滤波脉冲响应函数并计算得出点乘数据；将点乘数据乘W子滤波脉冲响应函数对应的 子滤波加权系数并计算得出子滤波后数据；将多个子滤波脉冲响应函数对应计算得出的多 个子滤波后数据进行求和并计算得出滤波后数据。
[0013] 由上可见，利用对邻域数据进行处理并计算得出多个加权系数，通过多个动态的 加权系数对多个子滤波器进行调节，继而实现图像内容自适应调节地进行图像滤波处理， 更进一步地提高图像输出品质。
[0014] 更进一步的方案是，根据邻域数据、子滤波加权系数和权值调节参数计算得出锐 化加权值的步骤包括：将邻域数据点乘于子滤波加权系数的结果进行求和并计算得出锐化 初始数据；将权值调节参数除于权值调节参数与锐化初始数据的绝对值之和值并计算得出 锐化加权值。
[0015] 由上可见，利用对邻域数据进行处理并计算得出多个加权系数，通过其中一个加 权系数对锐化步骤的参数进行调节，继而实现图像内容自适应调节地进行图像锐化处理， 更进一步地提局图像输出品质。
[0016] 为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种锐化装置，包括依次连接的变换单 元、滤波单元和核化去噪单元，其中，变换单元包括；根据待处理像素点、待处理像素点的左 边第一个像素点、待处理像素点的右边第一个像素点、待处理像素点的左边第二个像素点 和待处理像素点的右边第二个像素点构成邻域数据的邻域数据构成模块；根据邻域数据进 行频域变换处理后并计算得出系数向量的系数向量计算模块，滤波单元包括：根据系数向 量计算子滤波加权系数的子滤波加权系数计算模块；根据邻域数据、子滤波加权系数和子 滤波脉冲响应函数处理得出滤波后数据的滤波模块；根据邻域数据、子滤波加权系数和权 值调节参数计算得出锐化加权值的锐化加权值计算模块，核化去噪单元包括：根据阀值参 数对滤波后数据进行去噪处理并处理得出去噪后数据的去噪模块；根据待处理像素点、锐 化加权值对去噪后数据进行锐化处理并处理的锐化后数据的锐化模块。
[0017] 由上可见，通过变换单元、滤波单元和锐化单元对数据进行处理，由于通过滤波单 元可产生一组子滤波加权系数用来控制多带滤波器的子带增益，由于滤波单元的增益由加 权系数产生，所W在锐化单元的处理中，将滤波输出结果与原始输入图像数据进行加权变 换，从而达到锐化后视觉效果更加自然，继而实现根据图像内容自适应调节地进行图像锐 化处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本发明锐化方法实施例的流程图。
[0019] 图2是本发明锐化方法实施例的图像锐化处理示意图。
[0020] 图3是本发明锐化方法实施例中图像锐化处理的滤波处理示意图。
[0021] 图4是本发明锐化方法实施例中图像锐化处理的去噪处理示意图。
[0022] 图5是本发明锐化装置实施例的系统框图。
[0023] W下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0024] 锐化方法实施例： 参照图1和图2,图1是锐化方法实施例的流程图，图2是图像锐化处理示意图。对待 处理像素点的数据X进行图像锐化时，锐化方法包括依次对图像数据进行的变换步骤、滤 波步骤和核化去噪步骤，即将数据X依次经过转换模块11、滤波模块12和核化去噪模块13 处理，继而得出锐化后的图像。
[00巧]变换步骤包括步骤S11和步骤S12。执行变换步骤时首先执行步骤S11，首先将数 据X输入到转换模块11中，转换模块11根据待处理像素点、待处理像素点的左边第一个像 素点、待处理像素点的右边第一个像素点、待处理像素点的左边第二个像素点和待处理像 素点的右边第二个像素点构成邻域数据，具体地，根据公式计算邻域数据 P_vec=[P(i-2)，P(i-l)，P(i)，P(i+l)，P(i+2)]T 公式（1) 其中，P_vec为邻域数据，P(i)为待处理像素点，P(i-l)为待处理像素点的左边第一个 像素点，P(i+1)待处理像素点的右边第一个像素点，P(i-2)待处理像素点的左边第二个像 素点，P(i+2)待处理像素点的右边第二个像素点。
[0026] T为5阶变换矩阵，
【权利要求】
1. 锐化方法，包括依次进行的变换步骤、滤波步骤和核化去噪步骤，其特征在于： 所述变换步骤包括 根据待处理像素点、所述待处理像素点的左边第一个像素点、所述待处理像素点的右 边第一个像素点、所述待处理像素点的左边第二个像素点和所述待处理像素点的右边第二 个像素点构成邻域数据的步骤； 根据所述邻域数据进行频域变换处理后并计算得出系数向量的步骤， 所述滤波步骤包括 根据所述系数向量计算子滤波加权系数的步骤； 根据所述邻域数据、所述子滤波加权系数和子滤波脉冲响应函数处理得出滤波后数据 的步骤； 根据所述邻域数据、所述子滤波加权系数和权值调节参数计算得出锐化加权值的步 骤， 核化去噪步骤包括 根据阀值参数对所述滤波后数据进行去噪处理并处理得出去噪后数据的步骤； 根据所述待处理像素点、所述锐化加权值对所述去噪后数据进行锐化处理并处理的锐 化后数据的步骤。
2. 根据权利要求1所述锐化方法，其特征在于： 根据所述邻域数据进行频域变换处理后并计算得出系数向量的步骤为根据五阶变换 矩阵对所述邻域数据进行频域变换处理并计算得出所述系数向量的步骤。
3. 根据权利要求2所述锐化方法，其特征在于： 所述子滤波加权系数的数量为至少三个； 根据所述系数向量计算子滤波加权系数的步骤为根据所述系数向量和所述系数向量 的多个分量分别计算得出多个所述子滤波加权系数。
4. 根据权利要求3所述锐化方法，其特征在于： 所述子滤波脉冲响应函数的数量为至少三个； 根据所述邻域数据、所述子滤波加权系数和所述子滤波脉冲响应函数处理得出滤波后 数据的步骤包括 将所述邻域数据点乘于一个所述子滤波脉冲响应函数并计算得出点乘数据； 将所述点乘数据乘以所述子滤波脉冲响应函数对应的子滤波加权系数并计算得出子 滤波后数据； 将多个所述子滤波脉冲响应函数对应计算得出的多个子滤波后数据进行求和并计算 得出所述滤波后数据。
5. 根据权利要求4所述锐化方法，其特征在于： 根据所述邻域数据、所述子滤波加权系数和权值调节参数计算得出锐化加权值的步骤 包括 将所述邻域数据点乘于所述子滤波加权系数的结果进行求和并计算得出锐化初始数 据； 将所述权值调节参数除于所述权值调节参数与所述锐化初始数据的绝对值之和值并 计算得出锐化加权值。
6. 锐化装置，包括依次连接的变换单元、滤波单元和核化去噪单元，其特征在于： 所述变换单元包括 根据待处理像素点、所述待处理像素点的左边第一个像素点、所述待处理像素点的右 边第一个像素点、所述待处理像素点的左边第二个像素点和所述待处理像素点的右边第二 个像素点构成邻域数据的邻域数据构成模块； 根据所述邻域数据进行频域变换处理后并计算得出系数向量的系数向量计算模块， 所述滤波单元包括 根据所述系数向量计算子滤波加权系数的子滤波加权系数计算模块； 根据所述邻域数据、所述子滤波加权系数和子滤波脉冲响应函数处理得出滤波后数据 的滤波模块； 根据所述邻域数据、所述子滤波加权系数和权值调节参数计算得出锐化加权值的锐化 加权值计算模块， 核化去噪单元包括 根据阀值参数对所述滤波后数据进行去噪处理并处理得出去噪后数据的去噪模块； 根据所述待处理像素点、所述锐化加权值对所述去噪后数据进行锐化处理并处理的锐 化后数据的锐化模块。
7. 根据权利要求6所述锐化装置，其特征在于： 所述系数向量计算模块用于根据五阶变换矩阵对所述邻域数据进行频域变换处理并 计算得出所述系数向量。
8. 根据权利要求7所述锐化装置，其特征在于： 所述子滤波加权系数的数量为至少三个； 所述子滤波加权系数计算模块用于根据所述系数向量和所述系数向量的多个分量分 别计算得出多个所述子滤波加权系数。
9. 根据权利要求8所述锐化装置，其特征在于： 所述子滤波脉冲响应函数的数量为至少三个； 所述滤波模块包括 将所述邻域数据点乘于一个所述子滤波脉冲响应函数并计算得出点乘数据的点乘模 块； 将所述点乘数据乘以所述子滤波脉冲响应函数对应的子滤波加权系数并计算得出子 滤波后数据的乘积模块； 将多个所述子滤波脉冲响应函数对应计算得出的多个子滤波后数据进行求和并计算 得出所述滤波后数据的求和模块。
10. 根据权利要求9所述锐化装置，其特征在于： 所述锐化加权值计算模块用于 将所述邻域数据点乘于所述子滤波加权系数的结果进行求和并计算得出锐化初始数 据； 将所述权值调节参数除于所述权值调节参数与所述锐化初始数据的绝对值之和值并 计算得出所述锐化加权值。
【文档编号】H04N5/21GK104486533SQ201410856905
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】张学敬, 张建辉, 赵勃 申请人:珠海全志科技股份有限公司