專利名稱：數(shù)碼影像內(nèi)插及清晰度增強(qiáng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)碼影像內(nèi)插及清晰度增強(qiáng)的方法，尤其涉及一種用于增強(qiáng)數(shù)碼影像邊緣清晰度的象素內(nèi)插法。
近來(lái)，數(shù)碼影像已漸增地應(yīng)用在各種影像的顯示上，其清晰，不受干擾及易于處理的特性使得全世界相關(guān)技術(shù)制造商或研究機(jī)構(gòu)均投入相當(dāng)大的物力及人力于研究及發(fā)展上。從陰極射線管(CRT)到液晶顯示器(LCD)的數(shù)碼影像以及從電腦，數(shù)碼投影機(jī)到一般告示顯示裝置上的應(yīng)用中，數(shù)碼影像資料的顯示及處理上已獲得令人注目的成果。
然而，在對(duì)諸如圖形或影像資料數(shù)碼影像的處理上，例如放大或縮小圖形或影像，為使影像在處理后維持其清晰度(Sharpness)，大多數(shù)業(yè)者常采用影像內(nèi)插法(imageinterpolation)，但此法常常使得放大或縮小的影像在影像邊緣上產(chǎn)生極差的清晰度，此種邊緣清晰度的缺陷特別地在寬尺寸大屏幕的液晶顯示器(諸如15”以上者)及彩色數(shù)碼影像上尤其顯著。如

圖1所示即為現(xiàn)有技術(shù)用于數(shù)碼影像內(nèi)插法的方框圖，其僅采用雙三次濾波器1(bi-cubic filter)執(zhí)行數(shù)碼影像的內(nèi)插法，而其清晰度變差的原因是由于采用低通濾波器將若干相鄰的象素予以按比例地加和來(lái)產(chǎn)生新的象素的緣故，因而造成在影像邊緣處模糊及失真，亦即，在該現(xiàn)有技術(shù)的象素內(nèi)插法中是針對(duì)整個(gè)影像的所有象素作內(nèi)插運(yùn)算，因此在影像的邊緣上會(huì)顯示出失真或清晰度變差的缺陷。
因此，本發(fā)明目的在于提供一種用于數(shù)碼影像內(nèi)插及清晰度增強(qiáng)的方法，其可改善數(shù)碼影像的影像邊緣的清晰度，以取得最佳的可調(diào)整的清晰度準(zhǔn)位，無(wú)需改變?yōu)V波器的濾波系數(shù)，而可維持在圖形或影像上的低頻成份。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的用于數(shù)碼影像內(nèi)插及清晰度增強(qiáng)的方法包含下列步驟1)輸入影像(或圖形)信號(hào)Xij至一第一內(nèi)插低通濾波器FIR1，該FIR1為具有濾波系數(shù)hi(n)的三次內(nèi)插濾波器；2)輸入影像(或圖形)信號(hào)Xij到至少一第二內(nèi)插低通濾波器FIR2，該FIR2為具有濾波系數(shù)hi’(n)的內(nèi)插濾波器，其中該FIR2具有小于FIR1的截止頻率；3)使該FIR1的輸出經(jīng)由一帶通濾波器而取得一影像信號(hào)tij；4)使該FIR2的輸出經(jīng)由一延遲緩沖器，以取得一與該影像信號(hào)tij相對(duì)應(yīng)時(shí)間的影像信號(hào)tij’；5)輸入該影像信號(hào)tij及tij’至一減法器而取得差動(dòng)信號(hào)tij-tij’；以及6)利用下一方程式獲得輸出的影像(或圖形)信號(hào)Yij，Yij＝tij＋S·(tij-tij’)，其中S為清晰度準(zhǔn)位控制系數(shù)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)用于數(shù)碼影像內(nèi)插及清晰度增強(qiáng)方法的系統(tǒng)方框圖；圖2為本發(fā)明用于數(shù)碼影像內(nèi)插及清晰度增強(qiáng)方法的系統(tǒng)方框圖3為本發(fā)明所顯示的頻率相應(yīng)曲線圖；圖4a為多相式濾波器的單一濾波器的設(shè)計(jì)圖；以及圖4b為本發(fā)明所應(yīng)用的多相式濾波器的系統(tǒng)方框圖。
圖2所示為本發(fā)明的系統(tǒng)方框圖，其中FIR1及FIR2為內(nèi)插低通濾波器，分別具有濾波系數(shù)hi(n)及hi’(n)，其中FIR2具有低于FIR1的截止頻率(cut-off frequency)，當(dāng)輸入數(shù)碼影像信號(hào)Xij到FIR1以執(zhí)行雙三次內(nèi)插濾波(bi-cubic interpolationfiltering)時(shí)，將若干相鄰的象素予以按比例處理，例如在放大影像一倍的情況下，諸如影像亮度信號(hào)系象素1＋1＋2＋3/4來(lái)代表新象素1，象素1＋2＋2＋3/4來(lái)代表新象素2，…等，同時(shí)，輸入數(shù)碼影像信號(hào)到FIR2執(zhí)行邊緣的內(nèi)插濾波器處理，使該FIR1的輸出經(jīng)由一帶通濾波器2而取得影像信號(hào)tij，由于經(jīng)帶通濾波器2的時(shí)間差關(guān)系，使該FIR2的輸出經(jīng)由一延遲緩沖器3以取得與該影像數(shù)碼tij相對(duì)應(yīng)時(shí)間的影像信號(hào)tij’，將該tij及tij’的影像信號(hào)輸入至一減法器以取得該兩影像信號(hào)間的差動(dòng)信號(hào)tij-tij’，再將該差動(dòng)信號(hào)tij-tij’乘以清晰度準(zhǔn)位控制系數(shù)S而取得已被控制清晰度準(zhǔn)位的清晰度量[S·(tij-tij’)]，接著將該清晰度量加入于經(jīng)內(nèi)插處理的影像信號(hào)tij而取得改善清晰度的影像輸出信號(hào)Yij。
圖3所示為本發(fā)明所顯示的頻率響應(yīng)曲線圖，其中FIR1及FIR2以相同的延遲，同時(shí)處理影像信號(hào)以使處理頻帶寬度及緩沖器最小化，而FIR2顯示具有較高Q值的曲線，于處理影像邊緣時(shí)可獲得較高的清晰度。
圖4a所示為一般多相式濾波器Z的單一濾波器的設(shè)計(jì)圖，其中m，n均為正整數(shù)，即表示放大或縮小的倍數(shù)，以及圖4b所示為利用圖4a的多相式濾波器的單一濾波器串聯(lián)而成，為本發(fā)明應(yīng)用多相式濾波器的實(shí)施例的系統(tǒng)方框圖，其中Z表示一級(jí)如圖4a中所示的濾波器。如此，所輸入的影像信號(hào)經(jīng)由該多相式濾波器的多級(jí)單一濾波器的加和效果，使得影像邊緣清晰度不致失真。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到，本發(fā)明并未受限于上述說(shuō)明，而是可允許種種修飾及變化，然而，本發(fā)明將以所附錄的申請(qǐng)專利范圍及范疇來(lái)加以涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)碼影像內(nèi)插及清晰度增強(qiáng)的方法，包括下列步驟1)輸入影像信號(hào)Xij至一第一內(nèi)插低通濾波器FIR1，該FIR1為具有濾波系數(shù)hi(n)的三次內(nèi)插濾波器；2)輸入影像(或圖形)信號(hào)Xij到至少一第二內(nèi)插低通濾波器FIR2，該FIR2為具有濾波系數(shù)hi’(n)之內(nèi)插濾波器，其中該FIR2具有小于FIR1的截止頻率；3)使該FIR1的輸出經(jīng)由一帶通濾波器而取得一影像信號(hào)tij；4)使該FIR2的輸出經(jīng)由一延遲緩沖器，以取得一與該影像信號(hào)tij相對(duì)應(yīng)時(shí)間的影像信號(hào)tij’；5)輸入該影像信號(hào)tij及tij’至一減法器而取得差動(dòng)信號(hào)tij-tij’；以及6)利用下一方程式獲得輸出的影像(或圖形)信號(hào)Yij，Yij＝tij＋S·(tij-tij’)，其中S為清晰度準(zhǔn)位控制系數(shù)。
全文摘要
一種用于數(shù)碼影像內(nèi)插清晰度增強(qiáng)的方法包括下列步驟:1)輸入影像信號(hào)X
文檔編號(hào)G06T5/20GK1336757SQ0012112
公開(kāi)日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2000年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月27日
發(fā)明者陳文漢 申請(qǐng)人:振瑋科技股份有限公司