TWI312633B - A composite method and apparatus for scaling digital image - Google Patents
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Description
1312633 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係為-種影像解析度縮放之方法片盆 Μ複合式處理方式’ 像麵;^ 處理後,仍可獲得邊緣強化效果之方法及其^錯私的影像 【先前技術】
早期,電視機都是採用陰極射線管咖,Cathode _ 餘)做為齡H,其缺點在於隨著顯示面積變大麵的^ 也就變的龐大,而且重量增加,耗電且由於是_式掃描^ 面,看久了也容易傷眼睛,後來,開發出應用在筆記型電腦: 的液晶顯示H(LCD,LiquidQystalDisplay),其不但體積小且 輕,而且耗電量低,但是由於技術不夠成熟,良率不高,、因此 售償一直居高不下。 近年來,技術上獲得突破後,面板廠的產量持續增加, 液晶頦不器不再只是侷限於筆記型電腦上的使用,桌上型電腦 也開始以使用液晶顯示器為市場之主流,甚至面板廠開始生產 大尺寸面板以作為高晝質電視(HDTV,High Definition Tele Vision)之需。 然而,雖然名為高晝質電視,看是晝面的品質最基本還 疋要罪來源的本身,若是來源的訊號為類比訊號,則再透過類 比訊號轉換為數位訊號的過程中,極為可能造成晝面之失真現 1312633 象。最佳的顯示效果枰θ 螢幕上的一個&才、疋旦面上的—個點,能夠直接對應到 示。然而,高奎二乍顯不’也就是產生晝素㈣)的直接顯 至連顯示晝运的的尺寸不―’且解析度也不盡相同,甚 使的高書質電視j鮮析度也都沒有統一的情形下,因此,會 如二广恶法表現出其應有之晝面品質。 而高查質所示,假設來源影像110之解析度為咖,
向回里貝包硯影像12〇的 X 假設為Ns、、 像解析度的S倍, 2 η所- ’又。s χ及Ms/H'無法為2的倍數。「第 2圖」所不,為來源影像110與高書f影像12〇之^弟 轉換示賴,假設來崎 =對應 騎㈣物,我們可以相,因解析度不同,* = 值幾乎不相同。如果處理 旦素對應 如料理不好,铺會造錢緣翻 出現整個晝面不平滑的情形發生。 场 【發明内容】 /馨於以上的問題,本發日月的主要目的在於提供—種複 衫像解析度縮放之方法及其裝 工 贼峨輕,购_==::= 便可達到邊緣強化之效果。 采 因此’為達上述目的’本發明所揭露之一種複合式影像解 析度縮放方法,至少必須包含下列步驟: 首先,自訊號來_取得原始影像之各點之晝素值;再 1312633 來,透過邊緣偵鄉 憶物生該原始影二邊原始影像之邊緣部分;在記 的所在位置;接著,取得應表’用以記錄邊緣部份 是高晝質電视的解析度與=整縮放倍數s,也就 根據該邊緣部分對應表 =之間的倍數;然後, 產生調整影像^峨像她插法來計算 法來將所得之調整影像,轉換成朴透過雙線性演算 像。 办像s倍數縮放之最終影 有關本發明的特徵盘實作 說明如τ。 说、4魏合_條佳實施例詳細 【實施方式】 本發明將揭露-種複合式影像解析度縮放之方法及轉 j。在本發日觸以下詳細說财,將描述多種狀的細節以便 提供本發明的完整說明。然而,對熟知技藝者來說,並可以不 需要使用該等特定細節便可以實施本發明,或者可以藉著利用 替代的元件或方法來實施本發明。在其他的狀況下,並不特別 詳細地說明已知的方法.、程序、部件、以及電路,以免不必要 地混淆本發明的重點。 為避免來源影像的邊緣經過配合高晝質電視的解析度之 調整後’會產生邊緣的模糊淡化,甚至邊緣線不平滑之情形發 生,本發明首先針對來源影像利用邊緣谓測(edge detection)演 1312633 鼻法’諸如· i α 1貝爾法(Sobel method)、杈普拉斯法(Laplace method):維伯特法(R〇bert咖編)、及二階法(娜d 〇rto method)領算法,來找出影像中的邊緣部份。透過^倍數縮 放絲有效保持邊緣的清晰度,並配合雙線性演算法來達到最 ^的解贿,所謂複合式影像縮方法。射η _決定,是使 2Π的值最靠近影像職_ s ’而雙雜轉法㈣例,則等 於 S/2n。 在執仃上,可將該原始影像劃分為多個區塊,將各個區塊 資料載入記憶體巾,各區塊可輯行將每—㈣像像素讀入記 憶體中進行處理。 因此,凊爷照「第5圖」,此為本發明之方法流程圖,首 先,本發明之晶片處理麵可自訊絲源端轉縣影像之各 點之晝素值’並根據雜影像之崎度麵的赌度,叶管兩 者間的調整驗倍數S(麵51Q);假_絲像的水饰斤 度為挪,而垂直解析度為彻,而高晝質電視的水平解析度 為720,則水平的調整倍數即為192〇/72〇〜2.67,另外,若^ 質電視的垂直解析度為麵,則垂直的調整倍二: 1080/480〜2.25。 啤 再來’透過雜侧絲#_縣影像之邊 (步驟测;接著,在記憶體中產生該原始影像之邊緣部^ 應表,其中該邊緣部分對應表以先前實施例為例,即為一 1312633 720彻的表格,邊緣部分對應表之内部元素係為二元碼 (b ary code)才不不為!時表示對應位置之該點為位在邊緣上。 再作2倍放大%,以先前實施例為例會將η設為1 ’也就是 說會先作2倍放大,再分聰遍和2.25/2的雙線性放大。 在做2 Ut大時,要先決定要内插的點為其鄰近點何者, 就^「第3圖」或「第4圖」所示。如果為「第3圖」,會將 第6圖」的flag设為〇,如果為「第4圖」,會將「第$圖」 的^設為卜因此,接下來,便如「第3圖」或厂第4圖」 所不假為職影像後之新增像I·,根據先前 ^烟30所產生記錄調整影像後之邊緣部分對應表,可判斷 其疋否落於邊緣部分 -X J 430 ^ 7觀‘,如果flag = 0财套用公式⑴ 之异法’《周圍四點之平均為新增像素33〇之值(步驟夠, ’㈣恥麵迦,α上下祕之平均為 新乓像素430之值(步驟55〇)。 如「第6圖」所示,是否有邊緣或邊緣方向的決定 ^緣ΓΓ纖账紅嘯輸_的值來 ” Η,,,,A1和點Β3在—位元碼邊緣部分對應表的值均 :a ΓΓ1Β3為"否則為。;其餘點依— 圖」中’如離1Β3或—Βΐ為」,還須 決定是否為真的邊緣(tmeedge),來決定最終的内插方法。 10 1312633 判斷真假邊緣的方法,如「第7圖」所示。如果點Αι與 點b3在二位元碼邊緣部分對應表的值均是丨,也就是edge Αι B3為1時,則透過「第7圖」右邊的演算法,也就是算Aib3 連線兩邊的晝素點的平均值差,與跨越Al b3的A9與兩 點值差作比較,只有在a2與B2兩點值差非常大於AlB3連 線兩邊的晝素點的平均值差,才可以決定Al和33的連線是 一個真的邊緣。相同的方法,可以用在判_edgeA3Bi是否 為真邊緣。 假設是落於邊緣部分420且位於邊緣部分42〇的點為Αι 及B3 ’則可以邊緣部分420上的兩點像素作内插法求得新增 像素430之值’如「第7圖」所示,可用公式⑺來計算χ的 像素值’若Α!點的像素值為Al❿%點的像素值為巧,則 χ點的像素值即為(Ai+B3)/2 ;若位於邊緣部分42〇的點為a] 及%則可用公式⑶來計算x的像素值,若a:闕像素值為 A2而B2點的像素值為b2,則χ點的像素值即為 右位於邊緣部分420的點為α3及Β〗則可用公式來計算χ 的像素值,若α3點的像素值為α3而Bl點的像素值為^, 則χ點的像素值即為^+:^)/2(步驟560)。 由於每個新增像素330或430皆會有之γ、U、v值或 者是R、G、Β值之計算,若是每一點都要計算3次,顯然會 增加許多多餘的運算時間,因此便可在記憶體中再增加—絲 11 1312633 對愿衣’冨 調整時,喊在丫值^ 種公式來進行 味υ值计异凡,仔知調整時要套用公 在表格内該新增像素所對應之欄位紀錄為 、 式⑺或⑹,則在表格⑽新增像素觸應之攔= 2 ;若要套崎⑶,嶋格嘱增像她所對= 位紀雜;若要套用公姻,則在表格内該新^所
對應之棚觸W來,蝴嶋伽^ 之^ ν值日r便不f再作判斷及可直接套崎策對應表内之 編號紀錄所對應之公式。 如先前所舉之實施例所提,假設水平_整倍數為㈤ 而垂直的調整倍數為2.25,透過—次_法則可擴充為2倍像 素值之_影像,也就是解析度會變成〗卿_,但高晝質 電視的垂贿做為娜麵.,目此额概過雙線性ς貝算 法_職alg〇rithm)將調整影像之水平解析度調至丄.现倍, 而是垂直解析度調至U25倍(步驟調,如此—來便可達到 局晝質電韻要求之解析度晝面,並在縣瓣後,可達到邊 緣強化之效果。 雖然本發明贿述之較佳實_鑛如上,然其並非用以 限定本發明’任何熟f相像技藝者,在不麟本發明之精神和 範圍内,當可作些許之更動與潤部,因此本發明之專利保護範 圍須視本說日轉卿之帽翻制所界定者為準。 12 1312633 【圖式簡單說明】 第1圖係影像之變更晝面解析度顯示之例子; 第2圖係來源影像與高晝質電視之晝素值對應轉換之例子; 第3圖係新增像素最近僅有四點之一實施例; 第4圖係新增像素最近有六點之一實施例; 第5圖係本發明之方法流程圖; 第6圖係本發明計算新增像素公式之決策樹;及 第7圖係本發明決定真假邊緣的方法。 【主要元件符號說明】 110 來源影像 120 高解析度影像 210 來源影像之解析度 220 高晝質電視之解析度 330 新增像素 430 新增像素
My 來源影像的水平解析度
Nx 來源影像的垂直解析度
Ms . 高晝質電視影像的水平解析度
Ns 南晝質電視影像的垂直解析度 步驟510 取得原始影像及縮放倍數 步驟520 擷取原始影像中的邊緣部分 13 1312633 步驟530 產生該原始影像之邊緣部分對應表 步驟540 判斷新增像素是否落於邊緣部分? 步驟550 以周圍四點之平均為新增像素之值 步驟560 以邊緣部分上的兩點像素作内插法求得 新增像素之值 步驟570 將調整後之影像整體以雙線性演算法調整 至縮放倍數 14
Claims (1)
- I312633 十、申請專利範圍: L -種複合式影像解析度_:之雜 取得-原始影像; 4料含下列步驟: 擷取該原始影像之邊緣部分; 產生該原始影像之—邊緣部分對應表; 取得該原始影像之 根據該邊緣部分對縣及該·_倍 個新增像素之一調整影像;及 #產 一 將該調士影像以雙線性智 數之-最終影像。又仏料法轉換成該原始影像之S倍 2·如申請糊項所述之複合式影 其中擷取該原始影像之邊緣部分可用套曰'、 達成。 ’、、爾法'(Sobel method)来 3复如中申^^1嫩心细_錢放之方法, :影像之邊緣部分可用拉普拉斯一 4. 如申請專利範_1項所述 其令擷取該原始爹 4 *°式衫像解析度縮放之方法, 來達成。 ’ 妨可用羅伯特法(Robert method) 5. 如申料彻岭】項職 其中擷取該肩私& 式影像解析度縮放之方法, 、°衫像之相部分可用H(謂nd order 1312633 method)來達成。 6·如申請專利範圍第丨項 豆中η佶私* 、 银〇式衫像解析度縮放之方法 ,、中值4 —使S/2n最接近工之整數值。 1項所叙複蝴輪麵放之方法 8^申1直‘對應表之内部元素係為:元碼(bin亭ode)。 並中=偏^ 1销述之複蝴輪度縮放之方法 之像素值計算可由其-左上方點U 工力點八2、—右上方 乃.,‘,占a3、—左下方點 — 一右下方點B3來決定。 正下方』B2 9.=姆1酬叙梅爾咖放之方法 算***魏—左培瑞之一第-Γ 真假,其中該第-演算法如下所示: t暫存中繼值=丨Α2_ β2丨,2_ ΒιΜ Α2_續2 ; 真;以及田乐暫存中繼值大於一第一門檀值時,該邊緣為 反之,該邊緣為假。 玉〇·如申睛專利範度I裳( s 盆中科絡圍弟1項所述之複合式影像解析度縮放之方法, 一中該邊緣部分對應 算法,以決定-~ 右上邊緣之一第二演 >讀之真假,其中該第二演算法如下所示: f j暫存中繼值唯抑· (|α2· Al| +1 β2_ β3|)/2 ; 當第二暫存中繼值大於—第二門麵時,該邊緣為 16 1312633 真;以及 反之,該邊緣為假。U.如申請翻卿Slg所述之複蝴 其中各該新增歸xi之像素質可訂 當其周圍之六個式獲侍. 们砧有超過三點於真 内部元素為1或者皆為〇時,^分姆應表 ) 否則, 其中,edgeAiBj為二元瑪,代表 是否位在該邊緣部分對 1、j兩點所決定的 如申請專利範圍第8項 其中各該新增料x 1 iσ 4像解析絲放之方法 素值之_==^緣部她時,其 如申請專利崎8項所述之複合^^千均值。 其中各該剌像素Xi之像素值計射決㈣度縮放之方法 1《如申請專利範圍第13項所述之声人決策對應表。 法,其中該決策對應表可 “工影像解析度縮放之2 計算。 用於各該新增像素Xi之γ、υ、ν值之 15.如申請專利範m 13_述^ 法,其中該決策對應表可用於各:=像解析度縮放之方 計算。 曰像素xi之R、G、B值之 ^如申請專利範圍第】項所述之複 解析度縮放之方法, 17 1312633 其中願取七衫像之邊緣部分後,可將該原始影像劃分為複 數個區塊來逐一進行處理。 17.如申請專繼輯16項崎之複合式影像解減縮放之方 法’其中各該區塊可以逐行將各該像素讀入記憶體中進行處理。 18_ -種複合式影像解析度驗之技,包括:—⑼處理模組及 -記憶體,該晶片處理模組用以執行下列程序:取得—原始影 像,擷取該原始衫像之邊緣部分;取得該原始影像之一調整縮 放倍數s ’產生該原始影像之—邊緣部分對應表在該記憶體中; 根據該邊緣部分對應表及_整縮放倍數計算產生—個新增 像素之-婦影像;及觸罐影像讀線輯算法轉換成該 原始影像之s倍數之一最終影像。 仪如申請專利範圍第18項所述之複合式影像解析度縮放之裝 置,其中擷取該原始影像之邊緣部分可用索貝爾法(sobel誠㈣ 來達成。 览如申請專利範圍第18項所述之複合式影像解析度縮放之裝 置,其㈣取_始影像之邊緣部分可用拉普拉斯法㈣_ method)來達成。 21.M請專利範圍第18項所述之複合式影像解析度縮放之裝 置’其t#練該絲影像之邊緣部分可用羅伯特雖相 method)來達成。 22·如申鱗鶴圍第Μ顿狀複合式雜_絲放之裝 18 1312633 置,其中擷取該原始影像之邊緣部分可用二階法(sec〇nd 〇rder method)來達成。 23.如申料織㈣18 述之複合式影像解減縮放之裝 置,其中η值係為一使S/2n最接近i之整數值。24班如申凊專利㈣帛18項所述之複合式影像解析度縮放之裝 ,置,其中絲_分對絲之邮卩元素係為:元碼恤亭ode)。 二如申⑶專利乾難18項所述之複合式影像解析度縮放之裝 置’其中各該新增像素&之像素值計算可由其—左上方點A]、 上方點 Δ]、一 -ir l a » 上方鲇As、一左下方點B]、一正下方點 2、—右下方點氐來決定。 6·如申請專利範_ lg賴述之複合式影像解析度縮放之裝 中該邊緣部分對應表係可透過—左上至右下邊緣之一第 、"'法二決疋—邊緣之真假,其中該第-演算法如下所示: 第一暫存中繼值=I Α:Γ 柯(p2- B】| + | Ar a3|)/2 ; 真 4 —暫存巾繼值大於―第―H檻值時,該邊緣為 Mr 27 之,該邊緣為假。 %申請專利苑圖笛 置,& 項所述之複合式影像解析度縮放之裝 二M卩分對應表係可透過—左下至右上邊緣之-第 巧鼻法,以決中 . 狄二疋一4緣之真假,其中該第二演算法如下所示: 弟〜暫存中繼值=卜d Αι丨+丨Β⑷/2 ; 19 1312633 當第二暫存中繼值大於一第二門梭值時 反之,該邊緣為假 真; 以及 該邊緣為 28·如’請專利範圍第2 置,其、斤叙3式衫像解析度縮放之| 2騎輕r«料奸_斷核得: 田-、周園之六個點有超 内部元素^ < 點妓魏部分對應表之 以及 丨次#白為〇時,則X, 否則、处 其中,edgeAiBj為二元碼, 在該邊緣部分對應表所表示之邊緣部份:兩點所決定的邊 29. 如^月專利範圍第25項所 ' 置,其中各該 、 如5式影像解析度縮放之裝 都日像素Xi落麵她 衣 其像素值之計為該兩個輕部分_之俊♦卩分的點時, 30. 如_請專利範圍第25項所述之複1值和之平均值。 置,其中各該新增像素&之像素值計算^二象解析度縮放之震 31. 如申請專利範圍第3〇項所::亦決策對應表。 置,射該決策對應表可用於各_=像解析度縮放之裝 計算。 ”\之亨、11、\^值之 32.如令請專利範圍第30項所述之_ 置,其令該決策對應表可用於各該新二=像解析度縮放之裝 計算。 象素Xl·之R、G、B值之 20 !312633 33·如申請專利範圍第18項所述之複合式影像解析度縮放之裝 其中娜誠始影像之邊緣部分後,可將始影像書^ 為複數個區塊來逐—進行處理。 — 34.如申請專利範圍 苴中夂=D 項所述之複合式影像解析度縮放之裴 0呑品鬼可以逐行將各該像素讀入記憶體中進行處理。
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