專利名稱：用于消除齒狀不自然的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及一種消除齒狀不自然(jagging artifact)的裝置和方法，并且尤其涉及一種消除在圖像轉換時產(chǎn)生的齒狀不自然(諸如，階梯化)的裝置和方法。
背景技術：
如圖1所示，齒狀不自然為這種現(xiàn)象，其中，圖像的每條斜線看起來不像直線而像階梯，這使圖像質量惡化。階梯化由于去隔行掃描(de-interlacing)、縮放等而產(chǎn)生，并被不同地稱為階梯化(staircasing)、斜線噪聲(diagonal noise)等。
同時，美國專利第5,625,421號中公開了一種用于消除鋸齒狀不自然(其是齒狀不自然的一種)的傳統(tǒng)圖像質量處理裝置，其在圖2中被示出。
參照圖2，傳統(tǒng)圖像質量處理裝置包括檢測單元210和垂直濾波器220。檢測單元210檢測輸入圖像信號(in)中出現(xiàn)鋸齒狀不自然的區(qū)域。也就是說，如果存在大于去隔行掃描后的掃描線和兩條相鄰水平掃描線之間的第一閾值、且小于去隔行掃描后的掃描線和相鄰水平掃描線的后續(xù)掃描線之間的第二閾值的差值，則檢測單元210確定在該去隔行掃描后的掃描線所處的區(qū)域中已出現(xiàn)鋸齒狀不自然(sawtooth artifact)。
垂直濾波器220對被確定為已出現(xiàn)鋸齒狀不自然的區(qū)域進行垂直濾波，并輸出輸出圖像信號(out)。這意欲通過使已出現(xiàn)齒狀不自然的區(qū)域模糊，來消除階梯化。
然而，傳統(tǒng)圖像質量處理裝置使用閾值來確定已出現(xiàn)齒狀不自然的區(qū)域。由此原因，該裝置也許不能發(fā)現(xiàn)已出現(xiàn)鋸齒狀不自然的區(qū)域，或者可能錯誤地作出確定。此外，對已出現(xiàn)齒狀不自然的區(qū)域執(zhí)行垂直濾波不會明顯地消除齒狀不自然，因此使圖像質量惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于消除在圖像轉換過程中出現(xiàn)在諸如圖像邊緣的區(qū)域中的齒狀不自然的裝置和方法。
本發(fā)明的其他方面在下面的描述中被部分地闡述，并且，部分地，從描述中變得清晰，或可通過對本發(fā)明的實踐來領會。
通過提供一種用于消除齒狀不自然的裝置，而實現(xiàn)本發(fā)明的前述和/或其它方面，該裝置包括計算單元，用于基于輸入的當前幀或場中的當前像素而設置預定大小的窗口，并計算至少一個特征值和至少一個特征向量，以確定該窗口的特征；權重確定單元，用于基于所計算的特征值而確定該窗口的特征，并基于所確定的特征而確定濾波權重；以及低通濾波器，用于基于所計算的特征向量和所確定的濾波權重而對該窗口進行濾波。
所述至少一個特征向量可包括第一特征向量，用于表示該窗口的梯度方向；以及第二特征向量，用于表示其邊緣方向，并且，所述至少一個特征值可包括第一特征值，用于表示沿梯度方向的離差(dispersion)；以及第二特征值，用于表示沿邊緣方向的離差。
所述計算單元可包括矩陣計算單元，用于對該窗口應用主成分分析(principal component analysis，PCA)，以計算協(xié)方差矩陣；特征值計算單元，用于基于該協(xié)方差矩陣而計算第一和第二特征值；以及特征向量計算單元，用于基于該協(xié)方差矩陣而計算第一和第二特征向量。
所述權重確定單元可包括特征確定單元，用于將第一特征值的大小與第二特征值的大小相比較，以確定該窗口的特征；以及權重計算單元，用于基于所確定的特征而計算低通濾波器所使用的濾波權重，以對該窗口進行濾波。
所述特征確定單元可在第一特征值對第二特征值的比小于或等于第一閾值時確定該窗口為角區(qū)域(corner region)，而在該比大于或等于第二閾值時確定該窗口為邊緣區(qū)域(edge region)。
所述權重計算單元可在確定該窗口為角區(qū)域時計算出權重為“0”，而在確定該窗口為邊緣區(qū)域時計算出權重為“1”。
所述低通濾波器可包括像素平均值計算單元，用于基于從特征向量計算單元輸出的第一和第二特征向量中的至少一個、以及當前像素的位置，而確認該窗口中的前一像素和下一像素的位置、以及該窗口的邊緣方向，并計算前一像素和下一像素的平均值；以及濾波單元，用于使用所計算的平均值、當前像素的值、以及所確定的濾波權重，而沿所確認的邊緣方向來對該窗口進行濾波，以輸出當前像素的最終像素值。
特征向量計算單元可將第一和第二特征向量中較小的一個作為最小特征向量而輸出到低通濾波器。
還通過提供一種用于消除齒狀不自然的方法，而實現(xiàn)本發(fā)明的前述和/或其它方面，該方法包括基于輸入的當前幀或場中的當前像素而設置預定大小的窗口；計算至少一個特征值和至少一個特征向量，以確定該窗口的特征；基于所計算的特征值而確定該窗口的特征，并基于所確定的特征而確定濾波權重；以及基于所計算的特征向量和所確定的濾波權重而對該窗口進行濾波。
所述特征值和特征向量的計算可包括對該窗口應用主成分分析(PCA)，以計算協(xié)方差矩陣；基于該協(xié)方差矩陣而計算第一和第二特征值；以及基于該協(xié)方差矩陣而計算第一和第二特征向量。
該窗口的特征和該濾波權重的確定可包括將第一特征值的大小與第二特征值的大小相比較，以確定該窗口的特征；以及基于所確定的特征而計算要應用于對該窗口的濾波的濾波權重。
該窗口的特征的確定可包括在第一特征值對第二特征值的比小于或等于第一閾值時，確定該窗口為角區(qū)域，而在該比大于或等于第二閾值時，確定該窗口為邊緣區(qū)域。
該濾波權重的計算可包括在確定該窗口為角區(qū)域時，計算出該權重為“0”，而在確定該窗口為邊緣區(qū)域時，計算出該權重為“1”。
對該窗口的濾波可包括基于所計算的第一和第二特征向量中的至少一個、以及當前像素的位置，而確認該窗口中的前一像素和下一像素的位置、以及該窗口的邊緣方向，并計算前一像素和下一像素的平均值；以及使用所計算的平均值、當前像素的值、以及所確定的濾波權重，而沿所確認的邊緣方向來對該窗口進行濾波，以輸出當前像素的最終像素值。
該第一和第二特征向量的計算可包括輸出該第一和第二特征向量中較小的一個作為最小特征向量。


從下面與附圖相結合的對實施例的描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方面將變得清楚且更易于理解，附圖中
圖1示出了具有齒狀不自然的圖像；圖2為傳統(tǒng)圖像質量處理裝置的示意性方框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于消除齒狀不自然的裝置的示意性方框圖；圖4示出了由圖3的裝置的特征向量計算單元所計算的第一特征向量和第二特征向量；圖5示出了由圖3的裝置的權重計算單元所計算的濾波權重；圖6示出了在圖3的裝置的像素平均值計算單元中計算像素值的平均值的方法；圖7示意性地示出了在圖3的裝置中消除齒狀不自然的方法；圖8A和8B示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的、包括圖3的用于消除齒狀不自然的裝置的圖像質量處理系統(tǒng)；以及圖9示出了無齒狀不自然的圖像。
具體實施例方式
現(xiàn)在將對本發(fā)明的實施例作出詳細參照，在附圖中示出了本發(fā)明的示例，其中，相同的附圖標記始終表示相同的單元。下面在參照附圖的同時描述實施例，以說明本發(fā)明。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于消除齒狀不自然的裝置的示意性方框圖。參照圖3，齒狀不自然消除裝置300包括計算單元310、權重確定單元320、以及低通濾波器330。
計算單元310基于輸入的當前幀或場中的當前像素而定義預定大小的窗口，并計算至少一個特征值和至少一個特征向量，以基于該窗口中的像素值來確定該窗口的特征。如圖3所示，該窗口至少包括前一掃描線Ln-1、當前掃描線Ln、以及下一掃描線Ln+1。
計算單元310通過應用主成分分析(PCA)而計算至少一個特征值和至少一個特征向量。在PCA中，得到所定義的窗口的協(xié)方差矩陣，并基于該協(xié)方差矩陣而計算至少一個特征值和至少一個特征向量。使用所述至少一個特征值和至少一個特征向量來確定該窗口的圖像模式，即圖像特征。
如圖4所示，所述至少一個特征向量可包括第一特征向量θ+和第二特征向量θ-。參照圖4，第一特征向量θ+表示該窗口的梯度方向，而第二特征向量θ-表示該窗口的邊緣方向。
此外，所述至少一個特征值可包括第一特征值λ+，用于表示沿該窗口的梯度方向的離差；以及第二特征值λ-，用于表示沿邊緣方向的離差。
計算單元310包括矩陣計算單元312、特征值計算單元314、以及特征向量計算單元316。
矩陣計算單元312定義該窗口，并隨后對所定義的窗口應用PCA，以根據(jù)下面的等式1來計算協(xié)方差矩陣<等式1>
G=g11g12g12g22]]>(g11=Σk=1nIkx2,]]>g12=Σk=1nIkxIky,]]>且g22=Σk=1nIky2]]>)這里，G表示協(xié)方差矩陣，g11、g12以及g22表示組成該協(xié)方差矩陣的因子，n表示位于該窗口中的像素，Ikx為沿每個像素的x方向的差分值(differentialvalue)，而Iky為沿每個像素的y方向的差分值。x方向表示圖像幀的水平或橫向方向，而y方向表示圖像幀的垂直或縱向方向。
特征值計算單元314計算協(xié)方差矩陣的至少一個特征值。特征值計算單元314根據(jù)下面的等式2計算第一和第二特征值λ+和λ-<等式2>
λ±=g11+g22+Δ2...(a)g11+g22+Δ2...(b)]]>其中，Δ=(g11-g22)2+4g122]]>參照等式2，特征值計算單元314輸出所計算的(a)和(b)值中較大的一個作為第一特征值λ+，并輸出較小的一個作為第二特征值λ-。
特征向量計算單元316計算所計算的協(xié)方差矩陣的至少一個特征向量。特征向量計算單元316根據(jù)下面的等式3計算第一和第二特征向量θ+和θ-<等式3>
θ±=2g12...(c)g22-g11±Δ...(d)]]>在等式3中，(c)為第一和第二特征向量θ+和θ-的x方向分量， 表示第一特征向量θ+的y方向分量，而 表示第二特征向量θ-的y方向分量。
在根據(jù)等式3計算第一和第二特征向量θ+和θ-之后，特征向量計算單元316將兩個特征向量中較小的一個輸出到低通濾波器330。下文中，將第一和第二特征向量θ+和θ-中較小的一個稱為“最小特征向量”θmin。
權重確定單元320基于所計算的特征值λ+和λ-來確定該窗口的特征，并隨后基于所確定的特征來確定濾波權重。為了執(zhí)行上述操作，權重確定單元320包括特征確定單元322和權重計算單元324。
特征確定單元322將第一特征值λ+的大小與第二特征值λ-的大小相比較，以確定該窗口的特征。也就是說，特征確定單元322確定該窗口的圖像模式是角區(qū)域、還是角區(qū)域之外的邊緣區(qū)域。
特別地，如果第一特征值λ+對第二特征值λ-的比λ+/λ-小于或等于第一閾值th1，則特征確定單元322確定該窗口為角區(qū)域。
另一方面，如果第一特征值λ+對第二特征值λ-的比λ+/λ-大于或等于第二閾值th2，則特征確定單元322確定該窗口為邊緣區(qū)域。
此外，當?shù)谝惶卣髦郸?對第二特征值λ-的比λ+/λ-介于第一和第二閾值th1和th2之間時，特征確定單元322確定該窗口為角區(qū)域和邊緣區(qū)域之間的中間區(qū)域。
權重計算單元324基于由特征確定單元322確定的特征計算濾波權重(w)，以對該窗口進行濾波。
圖5示出了由權重計算單元所計算的濾波權重(w)。參照圖5，在該窗口為角區(qū)域時，權重計算單元324計算出權重(w)為“0”。
在該窗口為邊緣區(qū)域時，權重計算單元324計算出權重(w)為“1”。
在該窗口為中間區(qū)域時，權重計算單元324計算出權重(w)隨第一特征值λ+對第二特征值λ-的比λ+/λ-而變化，使得權重(w)具有介于“0”和“1”之間的值。
回來參照圖3，低通濾波器330基于輸出的最小特征向量θmin和所計算的濾波權重(w)而對該窗口進行濾波。也就是說，低通濾波器330基于最小特征向量θmin而確認該窗口的邊緣方向，并通過應用濾波權重(w)而沿所確認的邊緣方向來對該窗口進行濾波。
低通濾波器330濾出頻率小于預定頻率的圖像信號，以消除頻率超過該預定頻率的圖像信號。這通過消除包含在圖像信號的邊緣分量中的高頻分量來消除齒狀不自然。
低通濾波器330包括像素平均值計算單元332和濾波單元334。
像素平均值計算單元332基于輸入窗口中的當前像素的位置、以及從特征向量計算單元316輸出的最小特征向量θmin，而確認前一像素和下一像素的位置。像素平均值計算單元332計算已確認了各自位置的前一和下一像素的值的平均值。這里，當前像素位于該窗口的當前掃描線Ln，根據(jù)最小特征向量θmin而確定前一和下一像素的位置，并且，所計算的平均值表示“方向像素”。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的、計算前一和下一像素的平均值的方法。
參照圖6，當最小特征向量θmin為(1，2)時，通過從當前像素(0，0)(在圖6中示出為黑色像素)沿x方向移動1、并沿y方向移動2而找到前一像素的位置(1，2)。此外，通過從當前像素(0，0)沿x方向移動-1、并沿y方向移動-2而找到下一像素的位置(-1，-2)。通過計算已找到各自位置的前一像素和下一像素的平均值，而確認前一像素和下一像素的方向(由箭頭表示)。如圖6所示，前一像素位于前一掃描線Ln-1之前的掃描線Ln-2上，而下一像素位于下一掃描線Ln+1之后的掃描線Ln+2上。
濾波單元334基于所計算的平均值、當前像素值的值、以及所確定的濾波權重(w)而執(zhí)行低通濾波，以輸出當前像素的最終像素值(out)。
具體地，濾波單元334根據(jù)下面的等式4來輸出最終像素值。
<等式4>
out＝w×平均值+(1-w)×src等式4為執(zhí)行“方向低通濾波”的等式。在等式4中，out表示最終像素值，w表示濾波權重，而src表示當前像素值。
參照等式4，濾波單元334將所計算的平均值乘以濾波權重(w)，以得到第一結果。這沿邊緣方向、通過濾波權重(w)對該窗口進行濾波，以平滑處理。濾波單元334還將當前像素值乘以(1-w)，以得到第二結果。濾波單元334隨后將第一結果與第二結果相加，以輸出最終像素值。
圖7為示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的、在圖3的裝置中消除不自然的方法的示意流程圖。
參照圖3至7，矩陣計算單元312基于輸入的當前像素而定義預定大小的窗口，并隨后對所定義的窗口應用PCA，以計算協(xié)方差矩陣(操作S705)。
特征值計算單元314計算該協(xié)方差矩陣的第一和第二特征值λ+和λ-，而特征向量計算單元316計算該協(xié)方差矩陣的第一和第二特征向量θ+和θ-(操作S710)。這里，特征向量計算單元316輸出第一和第二特征向量θ+和θ-中較小的一個作為最小特征向量θmin。
接下來，特征確定單元322將第一和第二特征值λ+和λ-的大小相互比較，以確定該窗口的特征(操作S715)。也就是說，特征確定單元322確定該窗口的圖像模式是角區(qū)域、還是角區(qū)域之外的邊緣區(qū)域。
特征確定單元322確定該窗口是否為角區(qū)域(操作S720)。當確定該窗口為角區(qū)域時，權重計算單元324輸出為“0”的濾波權重(w)(操作S725)。
像素平均值計算單元332基于該窗口中的當前像素的位置、以及在操作S710得到的最小特征向量θmin，而確認前一像素和下一像素的值，并計算前一和下一像素的位置的平均值(操作S730)。
接下來，濾波單元334根據(jù)等式4，基于前一和下一像素的平均值、當前像素值、以及為“0”的濾波權重(w)而執(zhí)行低通濾波(操作S735)。因而，輸出當前像素的最終像素值(out)(操作S740)。在濾波權重為“0”的情況中，最終像素值(out)與當前像素值相同。
同時，如果在操作S720中確定該窗口不是角區(qū)域，則特征確定單元322確定該窗口是否為邊緣區(qū)域。當確定該窗口為邊緣區(qū)域時，權重計算單元324輸出為“1”的權重(w)(操作S750)。
像素平均值計算單元332基于該窗口中的當前像素的位置、以及在操作S710得到的最小特征向量θmin而確認前一像素和下一像素的值，并計算前一和下一像素的位置的平均值(操作S755)。
接下來，濾波單元334根據(jù)等式4，基于前一和下一像素的平均值、當前像素值、以及為“1”的濾波權重(w)而執(zhí)行低通濾波(操作S760)。因而，輸出當前像素的最終像素值(out)(操作S740)。在濾波權重為“1”的情況中，最終像素值(out)與前一和下一像素的平均值相同。
另一方面，如果在操作S745中確定該窗口不是邊緣區(qū)域，則特征確定單元322確定該窗口為中間區(qū)域(操作S765)。權重計算單元324隨后通過隨著第一特征值λ+對第二特征值λ-的比λ+/λ-而適應性地改變權重(w)，來計算該權重(w)，使得該權重(w)具有介于“0”和“1”之間的值(操作S770)。
像素平均值計算單元332基于該窗口中的當前像素的位置、以及在操作S710得到的最小特征向量θmin，而確認前一像素和下一像素的位置，并計算前一和下一像素的值的平均值(操作S775)。
接下來，濾波單元334根據(jù)等式4，基于前一和下一像素的平均值、當前像素值、以及在操作S770中計算的濾波權重(w)而執(zhí)行低通濾波(操作S780)。因而，輸出當前像素的最終像素值(out)(操作S740)。
圖8A和8B示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的、具有圖3的用于消除齒狀不自然的裝置的圖像質量處理系統(tǒng)。
參照圖8A，在圖像質量處理系統(tǒng)中，可將齒狀不自然消除裝置300置于去隔行掃描器800之后。去隔行掃描器800將輸入圖像從隔行掃描格式轉換為逐行掃描格式。齒狀不自然消除裝置300對由去隔行掃描器800轉換的圖像執(zhí)行低通濾波，以抑制或減小由于去隔行掃描過程而產(chǎn)生的階梯化(即，齒狀不自然)。
參照圖8B，在圖像質量處理系統(tǒng)中，可將齒狀不自然消除裝置300置于去隔行掃描器800之前。在此情況中，齒狀不自然消除裝置300預先抑制輸入圖像的階梯化。去隔行掃描器800隨后將已抑制了階梯化的圖像從隔行掃描格式轉換為逐行掃描格式。
這里，可將齒狀不自然消除裝置300置于除了去隔行掃描器800之外的倍線器(scaler，未示出)之前或之后。倍線器為增大或減小圖像分辨率的設備。
圖9示出了無齒狀不自然的圖像。
參照圖9，將根據(jù)本發(fā)明的實施例的齒狀不自然消除裝置300及其方法應用于圖1中示出的圖像可以消除齒狀不自然。也就是說，由于圖像的一條線看起來像是具有平滑邊緣的單向(one-directional)線，所以，有可能將具有增強的圖像質量的圖像提供給用戶。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于消除齒狀不自然的裝置和方法通過應用PCA而計算特征值和特征向量，并使用所計算的特征值和特征向量來抑制齒狀不自然。具體地，通過使用特征向量來執(zhí)行方向性的低通濾波，有可能有效地抑制齒狀不自然。此外，通過考慮特征值而不是掃描線之間的閾值來設計低通濾波器，有可能防止圖像的角被濾波。
盡管已示出并描述了本發(fā)明的一些實施例，但本領域的技術人員將理解，在這些實施例中可作出改變，而不背離本發(fā)明的原理和精神，在所附權利要求及其等價物中定義了本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種用于消除齒狀不自然的裝置，包括計算單元，用于基于輸入的當前幀或場中的當前像素而定義預定大小的窗口，并計算至少一個特征值和至少一個特征向量，以確定該窗口的特征；權重確定單元，用于基于所計算的特征值而確定該窗口的特征，并基于所確定的特征而確定濾波權重；以及低通濾波器，用于基于所計算的特征向量和所確定的濾波權重而對該窗口進行濾波。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，所述至少一個特征向量包括第一特征向量，用于表示該窗口的梯度方向；以及第二特征向量，用于表示其邊緣方向，并且，所述至少一個特征值包括第一特征值，用于表示沿梯度方向的離差；以及第二特征值，用于表示沿邊緣方向的離差。
3.如權利要求2所述的裝置，其中，該計算單元包括矩陣計算單元，用于對該窗口應用主成分分析(PCA)，以計算協(xié)方差矩陣；特征值計算單元，用于基于該協(xié)方差矩陣而計算該第一和第二特征值；以及特征向量計算單元，用于基于該協(xié)方差矩陣而計算該第一和第二特征向量。
4.如權利要求2所述的裝置，其中，該權重確定單元包括特征確定單元，用于將該第一特征值的大小與該第二特征值的大小相比較，以確定該窗口的特征；以及權重計算單元，用于基于所確定的特征而計算該濾波權重。
5.如權利要求4所述的裝置，其中，該特征確定單元在該第一特征值對該第二特征值的比小于或等于第一閾值時，確定該窗口為角區(qū)域，而在該比大于或等于第二閾值時，確定該窗口為邊緣區(qū)域。
6.如權利要求5所述的裝置，其中，該權重計算單元在確定該窗口為角區(qū)域時計算出權重為“0”，而在確定該窗口為邊緣區(qū)域時計算出權重為“1”。
7.如權利要求3所述的裝置，其中，該低通濾波器包括像素平均值計算單元，用于基于從特征向量計算單元輸出的第一和第二特征向量中的至少一個、以及當前像素的位置，而確認該窗口中的前一像素和下一像素的位置、以及該窗口的邊緣方向，并計算該前一像素和該下一像素的平均值；以及濾波單元，用于使用所計算的平均值、當前像素的值、以及所確定的濾波權重，而沿所確認的邊緣方向來對該窗口進行濾波，以輸出當前像素的最終像素值。
8.如權利要求3所述的裝置，其中，該特征向量計算單元將該第一和該第二特征向量中較小的一個作為最小特征向量而輸出到低通濾波器。
9.一種用于從圖像中消除齒狀不自然的裝置，包括計算單元，用于根據(jù)輸入圖像的每個像素周圍的區(qū)域而計算與每個像素相對應的特征值和特征向量，并根據(jù)所計算的特征值而計算與每個像素相對應的濾波權重；以及濾波器，用于基于與每個像素相對應的、所計算的特征向量和所確定的濾波權重而對輸入圖像進行濾波。
10.如權利要求9所述的裝置，其中，該計算單元包括矩陣計算部分，用于根據(jù)在每個像素周圍的區(qū)域中的像素的不同方向上的差分值，而計算與每個像素相對應的協(xié)方差矩陣，并基于所計算的協(xié)方差矩陣而計算特征值和特征向量；以及權重計算部分，用于將所計算的特征值的比與第一和第二閾值相比較，以計算與每個像素相對應的濾波權重。
11.如權利要求10所述的裝置，其中，確定該第一和第二閾值，使得在與輸入圖像的像素相對應的所計算的特征值的比小于或等于該第一閾值時，該像素位于該輸入圖像的角區(qū)域中；在與該像素相對應的所計算的特征值的比大于或等于該第二閾值時，該輸入圖像的像素位于該輸入圖像的邊緣區(qū)域中；以及在所計算的特征值的比介于該第一和該第二閾值之間時，該輸入圖像的像素位于該輸入圖像的中間區(qū)域中。
12.如權利要求10所述的裝置，其中，該權重計算部分在所計算的特征值的比小于或等于該第一閾值時，確定濾波權重為0，在所計算的特征值的比大于或等于該第二閾值時，確定濾波權重為1，而在所計算的特征值的比介于該第一和該第二閾值之間時，確定濾波權重介于0和1之間。
13.如權利要求9所述的裝置，其中，該濾波器包括像素平均值計算部分，用于根據(jù)每個像素的位置、以及與每個像素相對應的所計算的特征向量中最小的一個，而確定與每個像素相對應的前一和下一像素的位置，并計算與每個像素相對應的前一和下一像素的值的平均值；以及濾波單元，用于根據(jù)與每個像素相對應的、所計算的該前一和該下一像素的值的平均值、以及所確定的濾波權重，而調(diào)整每個像素的值。
14.一種用于從圖像中消除齒狀不自然的裝置，包括計算單元，用于定義圖像的每個像素周圍的預定大小的區(qū)域，確定每個所定義的區(qū)域的特征，并基于所確定的周圍區(qū)域的特征來計算與每個像素相對應的濾波權重；以及濾波器，用于計算與每個像素相對應的前一和下一像素的值的平均值，并基于與每個像素相對應的、所計算的平均值以及濾波權重而對該圖像進行濾波。
15.一種用于消除齒狀不自然的方法，包括基于輸入的當前幀或場中的當前像素而定義預定大小的窗口；計算至少一個特征值和至少一個特征向量，以確定該窗口的特征；基于所計算的特征值而確定該窗口的特征，并基于所確定的特征而確定濾波權重；以及基于所計算的特征向量和所確定的濾波權重而對該窗口進行濾波。
16.如權利要求15所述的方法，其中，所述至少一個特征向量包括第一特征向量，用于表示該窗口的梯度方向；以及第二特征向量，用于表示其邊緣方向，并且，所述至少一個特征值包括第一特征值，用于表示沿梯度方向的離差；以及第二特征值，用于表示沿邊緣方向的離差。
17.如權利要求16所述的方法，其中，所述至少一個特征值和至少一個特征向量的計算包括對該窗口應用主成分分析(PCA)，以計算協(xié)方差矩陣；基于該協(xié)方差矩陣而計算該第一和第二特征值；以及基于該協(xié)方差矩陣而計算該第一和第二特征向量。
18.如權利要求16所述的方法，其中，所述確定該窗口的特征和基于所確定的特征而確定濾波權重包括將該第一特征值的大小與該第二特征值的大小相比較，以確定該窗口的特征；以及基于所確定的特征而計算該濾波權重。
19.如權利要求18所述的方法，其中，所述將該第一特征值的大小與該第二特征值的大小相比較以確定該窗口的特征包括在該第一特征值對該第二特征值的比小于或等于第一閾值時，確定該窗口為角區(qū)域；以及在該比大于或等于第二閾值時，確定該窗口為邊緣區(qū)域。
20.如權利要求19所述的方法，其中，所述濾波權重的計算包括在確定該窗口為角區(qū)域時，確定該權重為“0”；以及在確定該窗口為邊緣區(qū)域時，確定該權重為“1”。
21.如權利要求17所述的方法，其中，對該窗口的濾波包括基于所計算的第一和第二特征向量中的至少一個、以及當前像素的位置，而確認該窗口中的前一像素和下一像素的位置、以及該窗口的邊緣方向，并計算該前一像素和下一像素的平均值；以及使用所計算的平均值、當前像素的值、以及所確定的濾波權重，而沿所確認的邊緣方向來對該窗口進行濾波，以輸出當前像素的最終像素值。
22.如權利要求17所述的方法，其中，該第一和第二特征向量的計算包括將該第一和第二特征向量中較小的一個輸出作為最小特征向量。
23.一種用于從圖像中消除齒狀不自然的方法，該方法包括計算與圖像的每個像素相對應的特征值和特征向量；根據(jù)所計算的特征值而確定與每個像素相對應的濾波權重；以及基于所確定的濾波權重和所計算的特征向量而對每個像素進行濾波。
24.如權利要求23所述的方法，其中，所述特征值和特征向量的計算包括定義每個像素周圍的預定大小的窗口；計算分別與該窗口的梯度方向和邊緣方向相對應的第一和第二特征向量；以及計算分別與沿梯度方向的離差和沿邊緣方向的離差相對應的第一和第二特征值。
25.如權利要求23所述的方法，其中，所述特征值和特征向量的計算包括根據(jù)每個像素周圍的預定區(qū)域中的像素的不同方向上的差分值，而計算與每個像素相對應的協(xié)方差矩陣；以及基于該協(xié)方差矩陣而計算特征值和特征向量。
26.如權利要求23所述的方法，其中，所述濾波權重的確定包括將所計算的特征值的比與第一和第二閾值相比較；以及根據(jù)比較結果而確定濾波權重。
27.如權利要求26所述的方法，其中，所述根據(jù)比較結果而確定濾波權重包括在該比小于或等于該第一閾值時將濾波權重確定為0；在該比大于或等于該第二閾值時將濾波權重確定為1；以及在該比介于該第一和第二閾值之間時將該濾波權重確定為介于0和1之間。
28.如權利要求27所述的方法，其中，所述對每個像素進行濾波包括在與像素相對應的濾波權重為0時輸出該像素的當前值；以及在與像素相對應的濾波權重為1時輸出與該像素相對應的下一像素和前一像素的平均值。
29.如權利要求23所述的方法，其中，所述對每個像素進行濾波包括根據(jù)每個像素的位置、以及所計算的與每個像素相對應的特征向量中最小的一個，而計算與每個像素相對應的前一和下一像素的平均值；以及根據(jù)每個像素的值、所計算的與每個像素相對應的前一和下一像素的平均值、以及與每個像素相對應的濾波權重，而確定每個像素的輸出值。
30.一種用于從圖像中消除齒狀不自然的方法，包括定義圖像的每個像素周圍的預定大小的區(qū)域；確定每個區(qū)域的特征；基于所確定的周圍區(qū)域的特征來計算與每個像素相對應的濾波權重；以及基于與每個像素相對應的、所計算的濾波權重以及前一和下一像素的位置的平均值，而對圖像進行濾波。
全文摘要
在用于消除齒狀不自然的裝置和方法中，計算單元基于輸入的當前幀或場中的當前像素而定義預定大小的窗口，并計算至少一個特征值和至少一個特征向量，以確定該窗口的特征。權重確定單元基于所計算的特征值而確定該窗口的特征，并隨后基于所確定的特征而確定要應用于濾波的濾波權重。低通濾波器基于所計算的特征向量和所確定的濾波權重而對該窗口進行濾波。因而，有可能消除在圖像轉換時、在諸如邊緣的區(qū)域中出現(xiàn)的齒狀不自然。
文檔編號G06T5/00GK1708108SQ200510077818
公開日2005年12月14日 申請日期2005年6月9日 優(yōu)先權日2004年6月9日
發(fā)明者權寧辰, 梁承埈 申請人:三星電子株式會社