影像增强电路及影像增强方法与流程

本

技术实现要素：
关于一种影像增强电路，特别是能改善影像被投影成大尺寸的显示画面后，显示画面容易模糊的问题。

背景技术：

近年来，随着消费性多媒体产品的盛行，影像的显示质量成为消费者在选购商品上的一大考虑，而图像处理技术亦为业界研究的重点项目之一。「影像增强」是一种图像处理上极为普遍的功能，用以使影像画面呈现更为清晰。无论是平面显示器、投影机等各类多媒体产品，「影像增强」皆为最重要的核心功能。也因此，影像增强电路及其处理方法，将直接影响多媒体产品的生产成本与显示效能。

发明内容

本发明内容的一态样，系关于一种影像增强方法，包含下列步骤：通过第一转换电路，利用小波转换将原始影像信号分离成高频影像信号及低频影像信号。通过第二转换电路，利用小波转换将高频影像信号分离成高频分离信号及中高频分离信号。通过第三转换电路，利用小波转换将低频影像信号分离成中低频分离信号及低频分离信号。通过高频增强电路，对高频分离信号进行增强处理，以产生增强高频分离信号，增强高频分离信号用以提升影像的锐利度。通过反向转换电路，利用反向小波转换将增强高频分离信号、中高频分离信号、中低频分离信号及低频分离信号整合为增强影像信号。

本发明内容的另一态样，系关于一种影像增强电路，包含第一转换电路、第二转换电路、第三转换电路、高频增强电路及反向转换电路。第一转换电路用以接收原始影像信号，并利用小波转换将原始影像信号分离成高频影像信号及低频影像信号。第二转换电路电性连接于第一转换电路，用以接收高频影像信号，并利用小波转换将高频影像信号分离成高频分离信号及中高频分离信号。第三转换电路电性连接于第一转换电路，用以接收低频影像信号，并利用小波转换，将低频影像信号分离成中低频分离信号及低频分离信号。高频增强电路电性连接于第二电路，用以接收高频分离信号，并对高频分离信号进行增强处理，以产生增强高频分离信号，增强高频分离信号用以提升影像的锐利度。反向转换电路电性连接于第二转换电路、第三转换电路及高频增强电路，用以接收增强高频分离信号、中高频分离信号、中低频分离信号及低频分离信号，并据以输出增强影像信号。

附图说明

图1为根据本发明内容的部分实施例所绘示的影像增强电路的示意图。

图2为根据本发明内容的部分实施例所绘示的投影设备的示意图。

图3为根据本发明内容的部分实施例所绘示的反向转换电路的示意图。

图4为根据本发明内容部分实施例所绘示的影像增强方法的流程图。

其中，附图标记：

100影像增强电路

110第一转换电路

120第二转换电路

130第三转换电路

140高频增强电路

140a高频滤波单元

150低频增强电路

150a低频滤波单元

160第一控制器

170地址产生器

200投影设备

210处理器

220投影装置

300反向转换电路

310第四转换电路

320第五转换电路

330第六转换电路

340第二控制器

350第二地址产生器

so原始影像信号

sh高频影像信号

sl低频影像信号

shh高频分离信号

shl中高频分离信号

slh中低频分离信号

sll低频分离信号

se1增强高频分离信号

se2增强低频分离信号

se增强影像信号

con1第一控制信号

con2第二控制信号

con3第三控制信号

con4第四控制信号

con5第五控制信号

con6第六控制信号

add1第一地址信号

add2第二地址信号

en1第一致能信号

en2第二致能信号

sih反向高频信号

sil反向低频信号

r1～r7缓存器

rs1第一暂存开关

rs2第二暂存开关

s401～s406方法步骤

具体实施方式

以下将以图式揭露本案的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本案。也就是说，在本发明内容部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示之。

于本文中，当一元件被称为「连接」或「耦接」时，可指「电性连接」或「电性耦接」。「连接」或「耦接」亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用「第一」、「第二」、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。

请参阅图1所示，为根据本发明内容的部分实施例所绘示的影像增强电路100的示意图。影像增强电路100包含第一转换电路110、第二转换电路120、第三转换电路130、高频增强电路140及反向转换电路300。

请参阅图2所示，在部分实施例中，影像增强电路100设置于投影设备200内，用以接收原始影像信号so，并输出增强影像信号se至投影设备200内的处理器210，使处理器210据以驱动投影装置220，以投影出影像画面。在部分实施例中，投影装置220可包括数字微型反射镜元件(digitalmicromirrordevice，简称dmd)。在其他部分实施例中，投影设备200可为液晶投影机。由于本领域人士能理解dmd投影或液晶投影的技术原理，故，在此即不另赘述投影装置的结构。本发明内容系着重说明原始影像信号so的进行增强处理方法，以提升投影装置的投影质量。

在其他部分实施例中，影像增强电路100可设于投影设备200外，例如：影像增强电路100可设于电子设备中，以有线或无线方式传输增强影像信号se至投影设备200。在部分实施例中，影像增强电路100亦可应用于平面显示器或各类多媒体产品。

在部分实施例中，原始影像信号so及增强影像信号se可为较低分辨率的影像信号，例如：4k影像信号。而投影设备200的处理器210则可利用双重调变(dual-modulation)技术或像素平移(pixel-shifting)技术，输出较高分辨率的影像画面，例如：8k影像。由于本领域人士能理解双重调变、像素平移的技术原理，故在此不再赘述。

第一转换电路110用以接收原始影像信号so，并利用小波转换，将原始影像信号so分离成高频影像信号sh及低频影像信号sl。小波转换(wavelettransform)是一种结合小波分解(waveletanalysis)与小波合成(waveletsynthesis)的分析技术。在进行小波转换时，可将原始影像信号so视为包括一致性数据及变化性数据，举例而言，在风景影像中，背景天空的蓝色面积，相当于原始影像信号so中的一致性数据。而影像中的物体轮廓，因为颜色相差大，或同时具有多种颜色掺杂而成，即属于变化性数据。小波转换通过低频滤波，保留原始影像信号so中的一致性数据，并通过高频滤波，保留原始影像信号so中变化性数据。本领域人士能理解实现小波转换的电路结构，故在此不另赘述。

第二转换电路120电性连接于第一转换电路100，用以接收高频影像信号sh。第二转换电路120同样能利用小波转换，将高频影像信号sh分离成高频分离信号shh及中高频分离信号shl。第三转换电路130电性连接于第一转换电路110，用以接收低频影像信号sl。第三转换电路130同样能利用小波转换，将低频影像信号sl分离成中低频分离信号slh及低频分离信号sll。

在部分实施例中，第一转换电路110系针对原始影像信号so，进行第一阶的一维小波转换。亦即，将原始影像信号so分离成高频部分(高频影像信号sh)及低频部分(低频影像信号sl)。第二转换电路120及第三转换电路130则分别针对高频影像信号sh及低频影像信号sl，进行第二阶的二维小波转换。举例而言，第一转换电路110将原始影像信号so中的每一列像素视为一组影像数列，进行第一阶小波转换，以产生高频影像信号sh及低频影像信号sl。第二转换电路120则针对高频影像信号sh的每一行像素视为一组影像数列，进行第二阶小波转换，即能产生二维小波转换后的高频分离信号shh及中高频分离信号shl。同理，第三转换电路130将低频影像信号sl的每一行像素视为一组影像数列，进行第二阶小波转换，以产生二维小波转换后的中低频分离信号slh及低频分离信号sll。

高频增强电路140电性连接于第二电路120，用以接收高频分离信号shh。高频增强电路140对高频分离信号shh进行增强处理，以产生增强高频分离信号se1。在影像组成中，高频信号代表在一个预定的狭小范围内，灰阶值变化较大的部分。因此，高频增强电路140所产生的增强高频分离信号se1，具有提升锐利度的效果。反向转换电路300电性连接于第二转换电路120、第三转换电路130及高频增强电路140，用以接收增强高频分离信号se1、中高频分离信号shl、中低频分离信号slh及低频分离信号sll，并据以输出增强影像信号。

本发明内容通过两阶段的小波转换，分离出二维且不同频率的信号(即，高频分离信号shh、中高频分离信号shl、中低频分离信号slh、低频分离信号sll)，再针对频率最高的高频分离信号shh进行增强处理，据此，即可强化影像画面的清晰度与锐利度，使投影设备200投射出大尺寸的影像画面时，画面内的对象轮廓不会产生模糊的问题。此外，小波转换除了具有能分离出原始影像信号so的高频、低频部分的优点外，尚具有电路结构精简的特性，能确保影像增强电路100的生产成本，并精简整体体积。

在部分实施例中，高频增强电路140将高频分离信号shh乘上一增强倍数(如：一倍、两倍，倍数可为正整数，亦可为任意的系数)以产生增强高频分离信号se1，以提升增强影像信号的锐利度。然而，增强处理的方式并不以此为限。在其他部分实施例中，高频增强电路140对高频分离信号shh进行滤波处理以产生增强高频分离信号se1。举例而言，高频增强电路140包含高频滤波单元140a。高频滤波单元140a用以通过高斯滤波、双边滤波、中值滤波或相邻像素平均法，对高频分离信号shh进行滤波处理以产生增强高频分离信号se1。

在部分实施例中，影像增强电路100更包含低频增强电路150。低频增强电路150电性连接于第三转换电路130及反向转换电路300，用以接收低频分离信号sll，并对低频分离信号sll进行增强处理，以产生增强低频分离信号se2。反向转换电路300接收增强低频分离信号se2，并利用反向小波转换，将增强高频分离信号se1、中高频分离信号shl、中低频分离信号slh及增强低频分离信号se2整合为增强影像信号。

在部分实施例中，低频增强电路150包含低频滤波单元150a，用以通过非锐化屏蔽、拉普拉斯屏蔽或高频滤波，对低频分离信号sll进行增强处理以产生增强低频分离信号se2。通过对低频分离信号sll进行增强处理，将能更进一步提升增强影像信号的清晰度与锐利度。

在部分实施例中，影像增强电路100更包含第一暂存开关rs1、第一控制器160、第一地址产生器170及多个缓存器r1～r4。第一暂存开关rs1用以将原始影像信号so传递予第一转换电路110。第一控制器160用以控制第一转换电路110、第二转换电路120及第三转换电路130进行小波转换。地址产生器170用以接收第一控制器160传来的控制信号，并据以产生地址信号，第二转换电路120及第三转换电路130根据地址信号进行小波转换。

在部分实施例中，第一控制器160用以接收第一致能信号en1，再根据第一致能信号en1，输出第一控制信号con1予第一地址产生器170、输出第二控制信号con2予第一转换电路110，以及输出第三控制信号con3予第二转换电路120及第三转换电路130。第一转换电路110根据第二控制信号con2进行第一阶的小波转换，并将输出的高频分离信号shh及中高频分离信号shl储存至缓存器r1中。地址产生器170根据第一控制信号con1输出第一地址信号add1，第一地址信号add1依序通过缓存器r1、r2、r3，传递至第二转换电路120及第三转换电路130。

在部分实施例中，第一地址信号add1包括读写信号，用以记录第一转换电路110当前运算的像素位置，使第一转换电路110在针对原始影像信号so的每一列像素进行小波分析后，缓存器r1能分别将低频、高频的信号整合出高频影像信号sh及低频影像信号sl。第二转换电路120及第三转换电路13则根据第三控制信号con3及第一地址信号add1，进行第二阶的小波转换。第三转换电路13还能通过缓存器r4，传送回授信号至第一暂存开关rs1，使第一暂存开关rs1确认原始影像信号so中的一帧画面已转换完成小波转换。

反向转换电路300系用以进行反向小波转换，以整合增强高频分离信号se1、中高频分离信号shl、中低频分离信号slh及增强低频分离信号se2(或低频分离信号sll)，因此，反向转换电路300的结构将与第一转换电路110、第二转换电路120、第三转换电路130相对应。

请参阅图3所示，为根据本发明内容的部分实施例所绘示的反向转换电路300的示意图。在部分实施例中，反向转换电路300包含第四转换电路310、第五转换电路320及第六转换电路330。第四转换电路310电性连接于第二转换电路120及高频增强电路140，用以接收增强高频分离信号se1及中高频分离信号shl。第四转换电路310利用反向小波转换，整合增强高频分离信号se1及中高频分离信号shl以输出反向高频信号sih。第五转换电路320电性连接于第三转换电路130，用以接收中低频分离信号slh及低频分离信号sll。第五转换电路320利用反向小波转换，整合中低频分离信号slh及低频分离信号sll以输出反向低频信号sil。

第六转换电路330电性连接于第四转换电路310及第五转换电路320，用以接收反向高频信号sih及反向低频信号sil。第六转换电路330整合反向高频信号sih及反向低频信号sil，以输出增强影像信号se。

在其他部分实施例中，反向转换电路300更包含第二控制器340、第二地址产生器350、第二暂存开关rs2及多个缓存器r5、r6、r7。第二控制器340用以控制第四转换电路310、第五转换电路320及第六转换电路330进行反向小波转换。第二暂存开关rs2用以开启第五转换电路320。第二控制器340用以接收第二致能信号en2，再根据第二致能信号en2，输出第四控制信号con4予第二地址产生器350、输出第五控制信号con5予第四转换电路310及第五转换电路320，以及输出第六控制信号con6予第六转换电路330。

承上，第四转换电路310及第五转换电路320根据第五控制信号con5，进行第一阶的反向小波转换，并将输出的反向高频信号sih及反向低频信号sil储存至缓存器r5中。第二地址产生器350根据第四控制信号con4输出第二地址信号add2，第二地址信号add2依序通过缓存器r5、r6，传递至第六转换电路330，使第六转换电路330根据第二地址信号add2及第六控制信号con6进行第二阶的反向小波转换。第六转换电路330还能通过缓存器r7，传送回授信号至第二暂存开关rs2，使第二暂存开关rs2确认原始影像信号so中的一帧画面已完成反向小波转换。

请参考图4，图4为根据本发明内容部分实施例所绘示的影像增强方法的流程图。为方便及清楚说明起见，下述影像增强方法是配合图1～3图所示实施例进行说明，但不以此为限，任何熟习此技艺者，在不脱离本案的精神和范围内，当可对作各种更动与润饰。如图4所示，控制方法包含步骤s410～s406。

首先，在步骤s401中，接收电子设备传来的原始影像信号so，并通过第一转换电路110对原始影像信号so执行第一阶小波转换，以将原始影像信号so分离成高频影像信号sh及低频影像信号sl。

在步骤s402中，通过第二转换电路120对高频影像信号sl执行第二阶小波转换，将高频影像信号sl分离成高频分离信号shh及中高频分离信号shl。

在步骤s403中，通过第三转换电路130，对低频影像信号sl执行第二阶小波转换，以将低频影像信号sl分离成中低频分离信号slh及低频分离信号sll。

在步骤s404中，通过高频增强电路140，对高频分离信号shh进行增强处理，以产生增强高频分离信号se1，增强高频分离信号se1用以增强影像的锐利度。此外，在其他部分实施例中，更能通过低频增强电路150，对低频分离信号sll进行增强处理，以产生增强低频分离信号se2。

在步骤s405中，通过反向转换电路300中的第四转换电路310，对增强高频分离信号se1及中高频分离信号shl进行第一阶反向小波转换，以产生反向高频信号sih。同时，通过反向转换电路300中的第五转换电路320，对中低频分离信号slh及低频分离信号sll(或增强低频分离信号se2)执行第一阶反向小波转换，以产生反向低频信号sil。

在步骤s406中，通过反向转换电路300中的第六转换电路330，对反向高频信号sih及反向低频信号sil执行第二阶反向小波转换，以整合并输出增强影像信号se。

本发明内容的前述影像增强方法，系通过两阶段的小波转换，先将原始影像信号so分离成多个不同频率的影像信号，再针对最高频的高频分离信号shh进行增强，如此，再整合所有影像信号后，输出的增强影像信号se将能较原始影像信号so清晰，更易于投影为大尺寸的显示画面。

虽然本发明内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视所附的权利要求的保护范围所界定者为准。