專利名稱：數(shù)碼影像內(nèi)插及清晰度增強的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)碼影像內(nèi)插及清晰度增強的方法，尤其涉及一種用于增強數(shù)碼影像邊緣清晰度的象素內(nèi)插法。
近來，數(shù)碼影像已漸增地應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技術(shù)制造商或研究機構(gòu)均投入相當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)碼投影機到一般告示顯示裝置上的應用中，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)插法中是針對整個影像的所有象素作內(nèi)插運算，因此在影像的邊緣上會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)整的清晰度準位，無需改變?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)插及清晰度增強的方法包含下列步驟1)輸入影像(或圖形)信號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tij相對應時間的影像信號tij’；5)輸入該影像信號tij及tij’至一減法器而取得差動信號tij-tij’；以及6)利用下一方程式獲得輸出的影像(或圖形)信號Yij，Yij＝tij＋S·(tij-tij’)，其中S為清晰度準位控制系數(shù)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
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)插及清晰度增強方法的系統(tǒng)方框圖3為本發(fā)明所顯示的頻率相應曲線圖；圖4a為多相式濾波器的單一濾波器的設計圖；以及圖4b為本發(fā)明所應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)，當輸入數(shù)碼影像信號Xij到FIR1以執(zhí)行雙三次內(nèi)插濾波(bi-cubic interpolationfiltering)時，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，諸如影像亮度信號系象素1＋1＋2＋3/4來代表新象素1，象素1＋2＋2＋3/4來代表新象素2，…等，同時，輸入數(shù)碼影像信號到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tij，由于經(jīng)帶通濾波器2的時間差關系，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相對應時間的影像信號tij’，將該tij及tij’的影像信號輸入至一減法器以取得該兩影像信號間的差動信號tij-tij’，再將該差動信號tij-tij’乘以清晰度準位控制系數(shù)S而取得已被控制清晰度準位的清晰度量[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tij而取得改善清晰度的影像輸出信號Yij。
圖3所示為本發(fā)明所顯示的頻率響應曲線圖，其中FIR1及FIR2以相同的延遲，同時處理影像信號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的單一濾波器的設計圖，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)明應用多相式濾波器的實施例的系統(tǒng)方框圖，其中Z表示一級如圖4a中所示的濾波器。如此，所輸入的影像信號經(jīng)由該多相式濾波器的多級單一濾波器的加和效果，使得影像邊緣清晰度不致失真。
本領域普通技術(shù)人員將理解到，本發(fā)明并未受限于上述說明，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專利范圍及范疇來加以涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)碼影像內(nèi)插及清晰度增強的方法，包括下列步驟1)輸入影像信號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tij相對應時間的影像信號tij’；5)輸入該影像信號tij及tij’至一減法器而取得差動信號tij-tij’；以及6)利用下一方程式獲得輸出的影像(或圖形)信號Yij，Yij＝tij＋S·(tij-tij’)，其中S為清晰度準位控制系數(shù)。
全文摘要
一種用于數(shù)碼影像內(nèi)插清晰度增強的方法包括下列步驟:1)輸入影像信號X
文檔編號G06T5/20GK1336757SQ0012112
公開日2002年2月20日 申請日期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 申請人:振瑋科技股份有限公司