圖像銳化方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種圖像銳化方法及設(shè)備。其中，方法包括：對原始圖像信息分別進(jìn)行雙邊濾波處理和高斯差濾波處理，獲得第一圖層信息和第二圖層信息；將原始圖像信息和第一圖層信息相減，獲得第三圖層信息；將第二圖層信息和第三圖層信息進(jìn)行融合疊加處理，獲得第四圖層信息；將原始圖像信息和第四圖層信息進(jìn)行相加，獲得處理后的圖像信息。本發(fā)明技術(shù)方案將雙邊濾波與高斯差濾波較好的融合進(jìn)行圖像銳化，減輕甚至消除了圖像高對比度邊緣的halo效應(yīng)，提高了圖像銳化效果。
【專利說明】圖像銳化方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，尤其涉及一種圖像銳化方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]拍照設(shè)備本身的硬件問題或者一些圖像算法(例如圖像平滑算法)的處理往往會(huì) 使圖像中的邊界或輪廓變得模糊。圖像銳化是一種用于補(bǔ)償圖像的輪廓，增強(qiáng)圖像的邊緣 及灰度跳變部分，使圖像變得清晰的方法。從頻率域來看，圖像變模糊是因?yàn)槠涓哳l分量被 衰減，因此，圖像銳化的思路主要是用高通濾波器來提取圖像中的高頻信息，然后將提取的 高頻信息疊加到原圖像上，使圖像變得清晰。
[0003]目前常用的圖像銳化方法就是使用拉普拉斯算子這種高通濾波器，對圖像的亮度 分量進(jìn)行拉普拉斯算子得到其高頻信息，例如圖像的邊緣信息和輪廓信息，然后將原始圖 像與拉普拉斯算子后的圖像的對應(yīng)像素點(diǎn)直接相加，從而達(dá)到增強(qiáng)圖像的邊緣和輪廓，使 圖像看起來更清晰的目的。但是，這種方法在將拉普拉斯算子后圖像與原始圖像疊加后， 往往會(huì)在亮暗邊界處出現(xiàn)過沖和下沖，而這樣的現(xiàn)象表現(xiàn)在圖像中就是在黑白邊緣處產(chǎn)生 “白邊”和“黑邊”，也就是會(huì)出現(xiàn)光暈(halo)效應(yīng)，圖像銳化效果較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供一種圖像銳化方法及設(shè)備，用以降低圖像銳化帶來的halo效 應(yīng)，提高圖像銳化效果。
[0005]一方面提供一種圖像銳化方法，包括:
[0006]對原始圖像信息分別進(jìn)行雙邊濾波處理和高斯差濾波處理，獲得第一圖層信息和 第二圖層信息；
[0007]將所述原始圖像信息和所述第一圖層信息相減，獲得第三圖層信息；
[0008]將所述第二圖層信息和所述第三圖層信息進(jìn)行融合疊加處理，獲得第四圖層信
[0009]將所述原始圖像信息和所述第四圖層信息進(jìn)行相加，獲得處理后的圖像信息。
[0010]另一方面提供一種圖像銳化設(shè)備，包括:
[0011]第一濾波模塊，用于對原始圖像信息進(jìn)行雙邊濾波處理，獲得第一圖層信息；
[0012]第二濾波模塊，用于對所述原始圖像進(jìn)行高斯差濾波處理，獲得第二圖層信息；
[0013]第一處理模塊，用于將所述原始圖像信息和所述第一圖層信息相減，獲得第三圖 層信息；
[0014]第二處理模塊，用于將所述第二圖層信息和所述第三圖層信息進(jìn)行融合疊加處 理，獲得第四圖層信息；
[0015]第三處理模塊，用于將所述原始圖像信息和所述第四圖層信息進(jìn)行相加，獲得處 理后的圖像彳目息。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像銳化方法及設(shè)備，通過對原始圖像信息進(jìn)行雙邊濾波處理，并用原始圖像信息減去雙邊濾波處理得到的第一圖層信息，獲得第三圖層信息，另外對 原始圖像信息進(jìn)行高斯差濾波處理獲得第二圖層信息，利用第三圖層信息和第二圖層信息 在高對比度邊緣位置的不同表現(xiàn)，將第三圖層信息和第二圖層信息進(jìn)行融合疊加，然后再 將融合疊加得到的第四圖層信息與原始圖像信息進(jìn)行相加，得到處理后的圖像信息，實(shí)現(xiàn) 了圖像銳化，充分利用了雙邊濾波和高斯差濾波的特點(diǎn)，很好的融合了二者各自的有益效 果，達(dá)到了減輕甚至消除圖像銳化帶來的halo效應(yīng)，提高了圖像銳化的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中使用拉普拉斯算子進(jìn)行圖像銳化時(shí)，圖像銳化過程中的高頻信 息的一維剖面曲線示意圖；
[0019]圖2A為本發(fā)明一實(shí)施例提供的圖像銳化方法的流程圖；
[0020]圖2B為本發(fā)明一實(shí)施例提供的圖像銳化過程中高頻信息的一維剖面曲線示意 圖；
[0021]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的圖像銳化方法的流程圖；
[0022]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的圖像銳化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的圖像銳化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]現(xiàn)有技術(shù)使用拉普拉斯算子這種高通濾波器進(jìn)行圖像銳化，其中圖像銳化效果如 圖1所示。圖1中橫坐標(biāo)表示圖像中邊緣處的像素位置，縱坐標(biāo)表示圖像中邊緣處像素位置 對應(yīng)的灰度值。如圖1所示，曲線al為原始圖像中高頻信息(例如邊緣輪廓部分的信息)的 一維剖面，其灰度緩慢的由暗變亮，這在視覺上感覺圖像模糊。曲線Ib為理想的銳化后的 高頻信息的一維剖面曲，灰度變化迅速，這在視覺上感覺圖像清晰。使用拉普拉斯算子做圖 像銳化時(shí)，在曲線al所示的高頻信息中提取出淺灰色邊線，其一維剖面如曲線Cl所示；將 使用拉普拉斯算子處理后的圖像與原始圖像疊加后得到的高頻信息的一維剖面如曲線dl 所示。由曲線dl可見，使用拉普拉斯算子處理后的圖像與原始圖像疊加后得到的高頻信息 在亮暗邊界處容易出現(xiàn)過沖和下沖，與曲線bl所示的理想的銳化的高頻信息有偏差，這種 現(xiàn)象表現(xiàn)在圖像中就是在黑白邊緣處人為的產(chǎn)生“白邊”和“黑邊”，也就是halo效應(yīng)，使得 圖像銳化效果較差?；诖?，本發(fā)明以下實(shí)施例提供了圖像銳化方法，用以解決上述問題。
[0026]圖2A為本發(fā)明一實(shí)施例提供的圖像銳化方法的流程圖。如圖2A所示，本實(shí)施例 的方法包括:[0027]步驟101、對原始圖像信息分別進(jìn)行雙邊濾波(英文為:Bilateral filter)處理和 高斯差濾波處理，獲得第一圖層信息和第二圖層信息。
[0028]本實(shí)施例的執(zhí)行主體可以是圖像銳化設(shè)備，具體可以是各種具有圖像處理能力的 設(shè)備，例如服務(wù)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等。在本實(shí)施例中，原始圖像信息可以是輸入圖 像中的亮度分量，也可以是輸入圖像中的色度信息，還可以同時(shí)包括輸入圖像中的亮度分 量和色度分量。由于人眼對亮度的敏感度要高于色度，所以在做圖像銳化的時(shí)候，主要是對 輸入圖像中的亮度分量進(jìn)行處理。因此，本實(shí)施例中的原始圖像信息更多的是指輸入圖像 中的亮度分量。所述輸入圖像是指輸入圖像銳化設(shè)備中的圖像，以當(dāng)前時(shí)刻為基準(zhǔn)，所述輸 入圖像包括當(dāng)前輸入的像素值和當(dāng)前輸入的像素值鄰域中的像素值。所述鄰域的范圍視實(shí) 際應(yīng)用而定，例如可以是I分鐘內(nèi)輸入的像素點(diǎn)構(gòu)成的范圍，也可以是3分鐘內(nèi)輸入的像素 點(diǎn)構(gòu)成的范圍等。
[0029]基于上述，步驟101之前可包括一可選步驟:獲取輸入圖像的亮度信息作為上述 原始圖像信息。
[0030]在本實(shí)施例中，圖像銳化設(shè)備一方面對原始圖像信息進(jìn)行雙邊濾波處理，獲得第 一圖層信息。該雙邊濾波處理可通過雙邊濾波器實(shí)現(xiàn)，雙邊濾波器屬于低通濾波器。雙邊 濾波器是一種普遍用于去噪的圖像平滑濾波器，但其不同與其他均值濾波器，雙邊濾波器 可以在去掉原始圖像(是指由原始圖像信息構(gòu)成的圖像)的紋理細(xì)節(jié)(主要是指微小的邊緣 輪廓)的同時(shí)保護(hù)原始圖像中黑白過渡的邊緣(主要是指黑白過渡明顯的邊緣輪廓)，但是 黑白過度的邊緣會(huì)被增強(qiáng)，白的位置更白，而黑的位置更黑。也就是說，得到的第一圖層信 息不包括原始圖像信息中與原始圖像中的紋理細(xì)節(jié)對應(yīng)的高頻信息，但包括原始圖像信息 中與原始圖像中黑白過度邊緣對應(yīng)的高頻信息，并且第一圖層信息中與原始圖像中黑白過 度邊緣對應(yīng)的高頻信息的取值會(huì)變大。雙邊濾波器之所以能達(dá)到圖像平滑的效果，是因?yàn)?雙邊濾波器是由兩個(gè)函數(shù)構(gòu)成，一個(gè)函數(shù)是由幾何空間距離決定濾波器系數(shù)，另一個(gè)由像 素差值決定濾波器系數(shù)。如圖2B所示，曲線a2為原始圖像中黑白邊緣的一維灰度剖面，對 原始圖像信息進(jìn)行雙邊濾波處理之后，圖像邊緣的灰度變化更迅速，其一維灰度剖面如曲 線b2所示。
[0031]在本實(shí)施例中，圖像銳化設(shè)備另一方面還會(huì)對原始圖像信息進(jìn)行高斯差濾波處 理，獲得第二圖層信息。其中，高斯差濾波處理可以通過高斯差濾波器實(shí)現(xiàn)。高斯差濾波器 有兩個(gè)濾波參數(shù)，分別為O I和O 2，其中ol〈o2。高斯差濾波的結(jié)果相當(dāng)于兩個(gè)高斯濾 波結(jié)果的差值，類似一個(gè)帶通濾波器。通過調(diào)節(jié)高斯差濾波器的兩個(gè)濾波參數(shù)可以得到所 需要的不同頻段的圖像信息。濾波參數(shù)O I越大，高斯差濾波得到的第二圖層信息中屬于 高頻的噪聲越小，由于原始圖像中的一些紋理細(xì)節(jié)同樣屬于高頻信息，因此，如果濾波參數(shù) O I選取的太大，進(jìn)行高斯差濾波得到的第二圖層信息中可能無法包括與原始圖像的紋理 細(xì)節(jié)對應(yīng)的信息。同時(shí)濾波參數(shù)O 2與濾波參數(shù)O I的比值越大，最后得到的圖像的halo 效應(yīng)越嚴(yán)重。基于此，應(yīng)該適當(dāng)選取濾波參數(shù)0 2與濾波參數(shù)0 I的比例關(guān)系。由此可見， 通過調(diào)整兩個(gè)濾波參數(shù)的比值可以用來實(shí)現(xiàn)高斯差濾波處理得到的第二圖層信息中紋理 細(xì)節(jié)信息與高頻噪聲信息的權(quán)衡。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)表明濾波參數(shù)0 2與濾波參數(shù)0 I的比值 固定在2左右，有利于提高最終的銳化效果。但是，根據(jù)原始圖像信息以及所需的圖像銳化 效果的不同，濾波參數(shù)O 2與濾波參數(shù)O I的比值可以進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。[0032]其中，高斯差濾波得到的第二圖層信息中，圖像邊緣處的一維灰度剖面與圖1中 曲線Cl類似。
[0033]步驟102、將原始圖像信息和第一圖層信息相減，獲得第三圖層信息。
[0034]在經(jīng)過對原始圖像信息進(jìn)行雙邊濾波處理得到第一圖層信息后，圖像銳化設(shè)備用 原始圖像信息減去第一圖層信息，獲得第三圖層信息。其中，第三圖層信息包括原始圖像信 息中與原始圖像中的紋理細(xì)節(jié)對應(yīng)的高頻信息，另外，由于第一圖層信息中與原始圖像中 的黑白過渡邊緣對應(yīng)的高頻信息的取值不同，所以第三圖層信息中也會(huì)包括由原始圖像信 息與黑白過渡邊緣對應(yīng)的高頻信息和第一圖層信息中與黑白過渡邊緣對應(yīng)的高頻信息相 減后得到的與黑白過渡邊緣對應(yīng)的高頻信息。第三圖像信息中對應(yīng)的黑白過渡邊緣的一維 灰度剖面如圖2B中的曲線c2所示。與圖1中的曲線Cl相比可見，第三圖層信息在圖像黑 白過渡邊緣提取得到的信息的一維灰度剖面和圖1中曲線Cl是不同的。
[0035]步驟103、將第二圖層信息和第三圖層信息進(jìn)行融合疊加處理，獲得第四圖層信 肩、O
[0036]在獲得第二圖層信息和第三圖層信息后，圖像銳化設(shè)備將兩個(gè)圖層信息進(jìn)行融合 疊加，這樣可以得到halo效應(yīng)輕、噪聲小的理想細(xì)節(jié)圖層。
[0037]步驟103的一種可選實(shí)施方式包括:
[0038]步驟1031、根據(jù)第三圖層信息、原始圖像信息和第二圖層信息中對應(yīng)像素位置的 像素值，確定原始圖像信息中的黑白交界處像素位置。
[0039]所述黑白交界處像素位置主要是指原始圖像中容易產(chǎn)生halo效應(yīng)的高對比度邊 緣區(qū)域，也就是灰度變化明顯的區(qū)域，例如類似黑白交界的邊緣區(qū)域。由于第二圖層信息和 第三圖層信息在圖像邊緣處的一維灰度剖面圖是相反的，因此可以利用這個(gè)信息定位出原 始圖像中的黑白交界處像素位置。
[0040]步驟1031的一種可選實(shí)施方式為:將第三圖層信息、原始圖像信息和第二圖層信 息中對應(yīng)像素位置的像素值進(jìn)行比較，如果第三圖層信息、原始圖像信息和第二圖層信息 中對應(yīng)像素位置的像素值依次增大，將依次增大的像素值對應(yīng)的像素位置作為原始圖像信 息中的黑白交界處像素位置。也就是說，如果某個(gè)像素位置的像素值滿足公式(1)，則判定 該像素位置為黑白交界處像素位置。
[0041]Y_bilateral>Y_original>Y_D0G(I)
[0042]其中，Y_bilateral、Y_original、Y_D0G分別為第三圖層信息、原始圖像信息和第 二圖層信息中某個(gè)像素位置的像素值(對亮度分量來說，該像素值即為灰度值)。
[0043]步驟1031的另一種可選實(shí)施方式為:將第三圖層信息、原始圖像信息和第二圖層 信息中對應(yīng)像素位置的像素值進(jìn)行比較，如果第三圖層信息、原始圖像信息和第二圖層信 息中對應(yīng)像素位置的像素值依次減小，將依次減小的像素值對應(yīng)的像素位置作為原始圖像 信息中的黑白交界處像素位置。也就是說，如果某個(gè)像素位置的像素值滿足公式(2)，則判 定該像素位置為黑白交界處像素位置。
[0044]Y_bilateral〈Y_original〈Y_DOG(2)
[0045]步驟1032、將第三圖層信息中黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素值乘以預(yù)設(shè)第一權(quán) 重系數(shù)，獲得處理后的第三圖層信息，將第二圖層信息中黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素 值乘以預(yù)設(shè)第二權(quán)重系數(shù)，獲得處理后的第二圖層信息，將處理后的第三圖層信息和處理后的第二圖層信息相加，獲得第四圖層信息。
[0046]在獲得黑白交界處像素位置后，圖像銳化設(shè)備對這些黑白交界處像素位置做特殊 處理，以減輕甚至消除在銳化后的圖像中的黑白交界處像素位置處出現(xiàn)的halo效應(yīng)。具體 的，圖像銳化設(shè)備將第三圖層信息中黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素值乘以預(yù)設(shè)第一權(quán)重 系數(shù)，獲得處理后的第三圖層信息，將第二圖層信息中黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素值 乘以預(yù)設(shè)第二權(quán)重系數(shù)，獲得處理后的第二圖層信息。其中，第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù) 是預(yù)設(shè)的，但是與圖像銳化效果相關(guān)。如果第一權(quán)重系數(shù)偏大，則圖像銳化效果中紋理細(xì)節(jié) 等高頻信息較多，同時(shí)噪聲會(huì)增大；如果第二權(quán)重系數(shù)偏大，則圖像銳化結(jié)果中紋理細(xì)節(jié)等 高頻信息較少。通過合理設(shè)置第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)可以使圖像銳化效果較佳。優(yōu) 選的，第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)可以分別設(shè)置為1.5和1.8，但不限于此。
[0047]在獲得處理后的第三圖層信息和處理后的第二圖層信息后，圖像銳化設(shè)備將處理 后的第三圖層信息和處理后的第二圖層信息進(jìn)行相加，得到第四圖層信息。在該過程中，處 理后的第二圖層信息和處理后的第三圖層信息中黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素值因?yàn)?分別相乘了不同的權(quán)重系數(shù)，可以使第四圖層信息中這些黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素 值得到最佳調(diào)整，這些黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素值之間對比度便會(huì)處于較理想值。
[0048]步驟104、將原始圖像信息和第四圖層信息進(jìn)行相加，獲得處理后的圖像信息。
[0049]從頻率域來看，圖像模糊的實(shí)質(zhì)是因?yàn)槠涓哳l分量被衰減，因此可以提取高頻信 息然后疊加到原始圖像信息中，使圖像清晰。
[0050]本實(shí)施例通過上述步驟101-步驟103的操作得到的第四圖層信息主要包括原始 圖像信息中的高頻信息，并且減輕或消除了這些高頻信息帶來的halo效應(yīng)?；诖?，圖像 銳化設(shè)備將原始圖像信息與第四圖層信息相加，即將從原始圖像信息中提取的經(jīng)過處理后 的高頻信息疊加到原始圖像信息中，得到處理后的圖像信息，使用處理后的圖像信息顯示 出的圖像更加清晰，并且降低了圖像銳化帶來的halo效應(yīng)，提高了圖像銳化效果。
[0051]進(jìn)一步，由于現(xiàn)有技術(shù)中使用拉普拉斯算子對原始圖像信息進(jìn)行處理，由于拉普 拉斯算子相當(dāng)于一個(gè)高通濾波器，在提取原始圖像的邊緣與輪廓這些高頻信息的時(shí)候，不 可避免的會(huì)提取出一部分同樣作為圖像里面高頻信息的噪聲，當(dāng)使用拉普拉斯算子處理后 得到的圖像疊加到原始圖像后噪聲便被放大了，就會(huì)嚴(yán)重的影響了人的主觀感覺。而在本 實(shí)施例提供的圖像銳化方法中，使用高斯差濾波，高斯差濾波是兩個(gè)濾波參數(shù)不同的高斯 濾波的差值，屬于帶通濾波器，通過靈活控制兩個(gè)濾波參數(shù)，可以使高斯差濾波后圖像中的 噪聲得到良好的抑制。
[0052]由上述可見，本實(shí)施例將雙邊濾波與高斯差濾波較好的融合進(jìn)行圖像銳化，不僅 可以減輕甚至消除圖像高對比度邊緣的halo效應(yīng)，而且可以對最終銳化圖像的噪聲進(jìn)行 抑制，達(dá)到更好的圖像銳化效果。
[0053]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的圖像銳化方法的流程圖。如圖3所示，本實(shí)施例 的方法包括:
[0054]步驟300、獲取輸入圖像的亮度信息作為原始圖像信息。
[0055]本實(shí)施例的執(zhí)行主體可以是圖像銳化設(shè)備，具體可以是各種具有圖像處理能力的 設(shè)備，例如服務(wù)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等。所述輸入圖像是指輸入圖像銳化設(shè)備中的 圖像，以當(dāng)前時(shí)刻為基準(zhǔn)，所述輸入圖像包括當(dāng)前輸入的像素值和當(dāng)前輸入的像素值鄰域中的像素值。所述鄰域的范圍視實(shí)際應(yīng)用而定，例如可以是I分鐘內(nèi)輸入的像素點(diǎn)構(gòu)成的 范圍，也可以是3分鐘內(nèi)輸入的像素點(diǎn)構(gòu)成的范圍等。
[0056]由于人眼對亮度的敏感度要高于色度，所以在做圖像銳化的時(shí)候，主要是對輸入 圖像中的亮度分量進(jìn)行處理。因此，本實(shí)施例中的原始圖像信息更多的是指輸入圖像中的 亮度分量。具體的，圖像銳化設(shè)備需要先從輸入圖像中獲取亮度分量作為原始圖像信息。其 中，獲取亮度分量的操作可使用現(xiàn)有技術(shù)中任何一種進(jìn)行亮度分量提取的方法，在此不再 贅述。
[0057]步驟300為一可選步驟。
[0058]步驟301、對原始圖像信息分別進(jìn)行雙邊濾波處理和高斯差濾波處理，獲得第一圖 層信息和第二圖層信息。
[0059]步驟302、將原始圖像/[目息和第一圖層彳目息相減，獲得第二圖層彳目息；
[0060]步驟303、將第二圖層信息和第三圖層信息進(jìn)行融合疊加處理，獲得第四圖層信 肩、O
[0061]步驟304、將原始圖像信息和第四圖層信息進(jìn)行相加，獲得處理后的圖像信息。
[0062]上述步驟301-步驟304可參見圖2A中步驟101-步驟104的描述，在此不再贅述。
[0063]步驟305、根據(jù)上述處理后的圖像信息的顯示效果，調(diào)整第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重 系數(shù)。
[0064]其中，第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)的取值與圖像銳化效果相關(guān)。如果第一權(quán)重 系數(shù)偏大，則圖像銳化效果中的高頻信息偏多，同時(shí)噪聲會(huì)增大；如果第二權(quán)重系數(shù)偏大， 則圖像銳化結(jié)果中的高頻信息變少，同時(shí)“光暈”現(xiàn)象變強(qiáng)。為了使得第一權(quán)重系數(shù)和第二 權(quán)重系數(shù)的取值更加合理，為了進(jìn)一步提高后續(xù)圖像銳化的效果，本實(shí)施例在獲得處理后 的圖像信息后，可以根據(jù)處理后的圖像信息進(jìn)行圖像顯示，然后根據(jù)處理后的圖像信息的 顯示效果，調(diào)整第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)。
[0065]具體的，如果處理后的圖像信息的顯示效果為“光暈”明顯，而紋理細(xì)節(jié)等高頻信 息不夠清楚，則增大第一權(quán)重系數(shù)，減小第二權(quán)重系數(shù)。其中，光暈明顯主要是指圖像中的 黑白邊界不清晰，例如黑邊處出現(xiàn)了白線，或者白邊處出現(xiàn)了黑線等。
[0066]如果處理后的圖像信息的顯示效果為噪聲放大嚴(yán)重，則減小第一權(quán)重系數(shù)，增大 第二權(quán)重系數(shù)。噪聲放大嚴(yán)重主要是指圖像中出現(xiàn)不需要的信息。
[0067]由此可見，本實(shí)施例通過根據(jù)圖像銳化的效果對第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)進(jìn) 行調(diào)整，在后續(xù)圖像銳化過程中使用調(diào)整后的第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)對黑白交界處 像素位置的像素值進(jìn)行處理，使最終的圖像銳化效果更好，使得顯示出的圖像更佳符合人 的主觀感覺。
[0068]在此說明，本發(fā)明各實(shí)施例中進(jìn)行雙邊濾波和高斯差濾波使用的濾波器的窗口可 以是但不限于5乘5，這在資源使用以及算法復(fù)雜度方面都處于可接受范圍，同時(shí)圖像銳化 效果良好。另外，如果加大兩個(gè)濾波器的窗口，例如達(dá)到17乘17甚至更大，在保證圖像銳 化效果的同時(shí)還具有一定的圖像對比度增強(qiáng)的效果，使得圖像中暗的場景更暗，亮的場景 更亮，這也是人眼喜好的圖像特性，使整體感覺圖像的清晰度、對比度等得到很好的提升。
[0069]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的圖像銳化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本實(shí)施 例的設(shè)備包括:第一濾波模塊41、第二濾波模塊42、第一處理模塊43、第二處理模塊44和第三處理模塊45。
[0070]其中，第一濾波模塊41，用于對原始圖像信息進(jìn)行雙邊濾波處理，獲得第一圖層信 息。第二濾波模塊42，用于對原始圖像進(jìn)行高斯差濾波處理，獲得第二圖層信息。第一處理 模塊43，與第一濾波模塊41連接，用于將原始圖像信息和第一濾波模塊41獲得的第一圖層 信息相減，獲得第三圖層信息。第二處理模塊44，與第二濾波模塊42和第一處理模塊43連 接，用于將第二濾波模塊42獲得的第二圖層信息和第一處理模塊43獲得的第三圖層信息 進(jìn)行融合疊加處理，獲得第四圖層信息。第三處理模塊45，與第二處理模塊44連接，用于將 原始圖像信息和第二處理模塊44獲得的第四圖層信息進(jìn)行相加，獲得處理后的圖像信息。
[0071]本實(shí)施例提供的圖像銳化設(shè)備可以是各種具有圖像處理能力的設(shè)備，例如服務(wù) 器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等。
[0072]本實(shí)施例提供的圖像銳化設(shè)備的各功能模塊可用于執(zhí)行圖2A所示圖像銳化方法 的流程，其具體工作原理不再贅述，詳見方法實(shí)施例的描述。
[0073]本實(shí)施例的圖像銳化設(shè)備，通過對原始圖像信息進(jìn)行雙邊濾波處理，并用原始圖 像信息減去雙邊濾波處理得到的第一圖層信息，獲得第三圖層信息，另外對原始圖像信息 進(jìn)行高斯差濾波處理獲得第二圖層信息，利用第三圖層信息和第二圖層信息在高對比度邊 緣位置的不同表現(xiàn)，將第三圖層信息和第二圖層信息進(jìn)行融合疊加，然后再將融合疊加得 到的第四圖層信息與原始圖像信息進(jìn)行相加，得到處理后的圖像信息，實(shí)現(xiàn)了圖像銳化，充 分利用了雙邊濾波和高斯差濾波的特點(diǎn)，很好的融合了二者各自的有益效果，達(dá)到了減輕 甚至消除圖像銳化帶來的halo效應(yīng)，提高了圖像銳化的效果。
[0074]另外，本實(shí)施例的圖像銳化設(shè)備使用高斯差濾波，高斯差濾波是兩個(gè)濾波參數(shù)不 同的高斯濾波的差值，屬于帶通濾波器，通過靈活控制兩個(gè)濾波參數(shù)，可以使高斯差濾波后 圖像信息中的噪聲得到良好的抑制。
[0075]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的圖像銳化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例基于圖4 所示實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。如圖5所示，本實(shí)施例的設(shè)備除了包括:第一濾波模塊41、第二濾波模塊 42、第一處理模塊43、第二處理模塊44和第三處理模塊45之外,還包括:獲取模塊46。
[0076]其中，獲取模塊46，用于獲取輸入圖像的亮度信息作為所述原始圖像信息?？蛇x 的，獲取模塊46與第一濾波模塊41、第二濾波模塊42、第一處理模塊43和第三處理模塊45 連接，用于向第一濾波模塊41、第二濾波模塊42、第一處理模塊43和第三處理模塊45提供 所述原始圖像信息。
[0077]進(jìn)一步，本實(shí)施例的第二處理模塊44包括:確定單元441和處理單元442。
[0078]其中，確定單元441，與第二濾波模塊42和第一處理模塊43連接，用于根據(jù)第一處 理模塊43獲得的第三圖層信息、原始圖像信息和第二濾波模塊42獲得的第二圖層信息中 對應(yīng)像素位置的像素值，確定原始圖像信息中的黑白交界處像素位置。
[0079]處理單元442，與確定單元441、第二濾波模塊42和第一處理模塊43連接，用于將 第一處理模塊43獲得的第三圖層信息中由確定單元441確定出的黑白交界處像素位置對 應(yīng)的像素值乘以預(yù)設(shè)第一權(quán)重系數(shù)，獲得處理后的第三圖層信息，將第二濾波模塊42獲得 的第二圖層信息中由確定單元441確定出的黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素值乘以預(yù)設(shè) 第二權(quán)重系數(shù)，獲得處理后的第二圖層信息，將處理后的第三圖層信息和處理后的第二圖 層信息相加，獲得第四圖層信息。處理單元442還與第三處理模塊45連接，向第三處理模塊45提供第四圖層信息。
[0080]較為優(yōu)選的，確定單元44具體可用于將第三圖層信息、原始圖像信息和第二圖層 信息中對應(yīng)像素位置的像素值進(jìn)行比較，如果第三圖層信息、原始圖像信息和第二圖層信 息中對應(yīng)像素位置的像素值依次增大或依次減小，將依次增大或依次減小的像素值對應(yīng)的 像素位置作為原始圖像信息中的黑白交界處像素位置。
[0081]進(jìn)一步，本實(shí)施例的圖像銳化設(shè)備還包括:系數(shù)調(diào)整模塊47。
[0082]系數(shù)調(diào)整模塊47，與第三處理模塊45連接，用于根據(jù)第三處理模塊45獲得的處理 后的圖像信息的顯示效果，調(diào)整第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)。
[0083]可選的，系數(shù)調(diào)整模塊47具體可用于如果處理后的圖像信息的顯示效果為“光 暈”現(xiàn)象嚴(yán)重，紋理細(xì)節(jié)等高頻信息不夠清楚，則增大第一權(quán)重系數(shù)，減小第二權(quán)重系數(shù)，如 果處理后的圖像信息的顯示效果為噪聲放大嚴(yán)重，則減小第一權(quán)重系數(shù)，增大第二權(quán)重系 數(shù)。
[0084]本實(shí)施例提供的圖像銳化設(shè)備的上述功能模塊或單元可用于執(zhí)行上述圖像銳化 方法實(shí)施例中的相應(yīng)流程，其具體工作原理不再贅述，詳見方法實(shí)施例的描述。
[0085]本實(shí)施例的圖像銳化設(shè)備，將雙邊濾波與高斯差濾波較好的融合進(jìn)行圖像銳化， 不僅可以減輕甚至消除圖像高對比度邊緣的halo效應(yīng)，而且可以對最終銳化圖像的噪聲 進(jìn)行抑制，達(dá)到更好的圖像銳化效果。另外，本實(shí)施例的圖像銳化設(shè)備通過根據(jù)處理后的圖 像信息的顯示效果對第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，在后續(xù)圖像銳化過程中使用 調(diào)整后的第一權(quán)重系數(shù)和第二權(quán)重系數(shù)對黑白交界處像素位置的像素值進(jìn)行處理，使最終 的圖像銳化效果更好，使得顯示出的圖像更佳符合人的主觀感覺。
[0086]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通 過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。該程 序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括:R0M、RAM、磁碟 或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
[0087]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制； 盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其 依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征 進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技 術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像銳化方法，其特征在于，包括: 對原始圖像信息分別進(jìn)行雙邊濾波處理和高斯差濾波處理，獲得第一圖層信息和第二圖層彳目息; 將所述原始圖像信息和所述第一圖層信息相減，獲得第三圖層信息； 將所述第二圖層信息和所述第三圖層信息進(jìn)行融合疊加處理，獲得第四圖層信息； 將所述原始圖像信息和所述第四圖層信息進(jìn)行相加，獲得處理后的圖像信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像銳化方法，其特征在于，所述對原始圖像信息分別進(jìn)行雙邊濾波處理和高斯差濾波處理，獲得第一圖層信息和第二圖層信息之前包括: 獲取輸入圖像的亮度信息作為所述原始圖像信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像銳化方法，其特征在于，所述將所述第二圖層信息和所述第三圖層信息進(jìn)行融合疊加處理，獲得第四圖層信息包括: 根據(jù)所述第三圖層信息、所述原始圖像信息和所述第二圖層信息中對應(yīng)像素位置的像素值，確定所述原始圖像信息中的高對比度像素位置； 將所述第三圖層信息中所述黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素值乘以預(yù)設(shè)第一權(quán)重系數(shù)，獲得處理后的第三圖層信息，將所述第二圖層信息中所述黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素值乘以預(yù)設(shè)第二權(quán)重系數(shù)，獲得處理后的第二圖層信息，將所述處理后的第三圖層信息和所述處理后的第二圖層信息相加，獲得所述第四圖層信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述`的圖像銳化方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第三圖層信息、所述原始圖像信息和所述第二圖層信息中對應(yīng)像素位置的像素值，確定所述原始圖像信息中的黑白交界處像素位置包括: 將所述第三圖層信息、所述原始圖像信息和所述第二圖層信息中對應(yīng)像素位置的像素值進(jìn)行比較； 如果所述第三圖層信息、所述原始圖像信息和所述第二圖層信息中對應(yīng)像素位置的像素值依次增大或依次減小，將所述依次增大或依次減小的像素值對應(yīng)的像素位置作為所述原始圖像信息中的所述黑白交界處像素位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像銳化方法，其特征在于，所述將所述原始圖像信息和所述第四圖層信息進(jìn)行相加，獲得處理后的圖像信息之后包括: 根據(jù)所述處理后的圖像信息的顯示效果，調(diào)整所述第一權(quán)重系數(shù)和所述第二權(quán)重系數(shù)。
6.一種圖像銳化設(shè)備，其特征在于，包括: 第一濾波模塊，用于對原始圖像信息進(jìn)行雙邊濾波處理，獲得第一圖層信息； 第二濾波模塊，用于對所述原始圖像進(jìn)行高斯差濾波處理，獲得第二圖層信息； 第一處理模塊，用于將所述原始圖像信息和所述第一圖層信息相減，獲得第三圖層信息； 第二處理模塊，用于將所述第二圖層信息和所述第三圖層信息進(jìn)行融合疊加處理，獲得第四圖層信息； 第三處理模塊，用于將所述原始圖像信息和所述第四圖層信息進(jìn)行相加，獲得處理后的圖像信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像銳化設(shè)備，其特征在于，還包括:獲取模塊，用于獲取輸入圖像的亮度信息作為所述原始圖像信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的圖像銳化設(shè)備，其特征在于，所述第二處理模塊包括: 確定單元，用于根據(jù)所述第三圖層信息、所述原始圖像信息和所述第二圖層信息中對應(yīng)像素位置的像素值，確定所述原始圖像信息中的黑白交界處像素位置； 處理單元，用于將所述第三圖層信息中所述黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素值乘以預(yù)設(shè)第一權(quán)重系數(shù)，獲得處理后的第三圖層信息，將所述第二圖層信息中所述黑白交界處像素位置對應(yīng)的像素值乘以預(yù)設(shè)第二權(quán)重系數(shù)，獲得處理后的第二圖層信息，將所述處理后的第三圖層信息和所述處理后的第二圖層信息相加，獲得所述第四圖層信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像銳化設(shè)備，其特征在于，所述確定單元具體用于將所述第三圖層信息、所述原始圖像信息和所述第二圖層信息中對應(yīng)像素位置的像素值進(jìn)行比較，如果所述第三圖層信息、所述原始圖像信息和所述第二圖層信息中對應(yīng)像素位置的像素值依次增大或依次減小，將所述依次增大或依次減小的像素值對應(yīng)的像素位置作為所述原始圖像信息中的所述黑白交界處像素位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像銳化設(shè)備，其特征在于，還包括: 系數(shù)調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述處理后的圖像信息的顯示效果，調(diào)整所述第一權(quán)重系數(shù)和所述第二權(quán)重`系數(shù)。
【文檔編號】G06T5/00GK103514583SQ201210222872
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月30日
【發(fā)明者】徐先祥 申請人:華為技術(shù)有限公司