TWI430184B - 結合全色像素之邊緣映射 - Google Patents

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Description

結合全色像素之邊緣映射
本發明係關於藉由使用一邊緣映射來由一全色影像與一彩色影像形成一增強的彩色影像。
視訊相機與數位靜態相機一般採用具有一彩色濾光片之一單一的影像感測器來記錄一場景。此方法係從一稀疏分佈的單一通道影像開始，在該影像中藉由彩色濾光片陣列圖案來對彩色資訊進行編碼。隨後相鄰像素值之內插允許重新構造一完整的三通道完全色彩影像。此完全色彩影像進而可以係已清除雜訊、清晰化或經色彩校正來改良或增強該影像之外觀。可以藉由計算該影像之一邊緣映射以便將該影像分類成邊緣區域與平坦區域，來大大促進此影像增強。此允許使用針對邊緣區域與針對平坦區域實行不同計算之演算法。一普通的方法係直接偵測或合成一亮度色彩通道，例如"綠色"，而接著由亮度影像產生一邊緣映射。美國專利案第6,614,474號(Malkin等人)說明計算一亮度通道及接著根據一定向邊緣偵測核心集合產生邊緣資訊。此方法之問題在於僅有色度變化而無亮度變化之邊緣存在偵測不到之風險。為解決此問題，美國專利案第5,420,971號(Westerink等人)教導計算一YUV亮度與色度影像，根據所有三個通道(Y、U及V)來計算邊緣資訊以及接著將其組合為一L2 範數來偵測亮度與色度邊緣兩者。此方法之問題係計算所得之亮度與色度影像之雜訊係由原始彩 色資料(例如RGB)之雜訊來定義。該原始彩色資料中之此雜訊位準係由個別色彩通道的光譜頻率回應之相對狹窄及其他因素來決定。當所捕獲的場景之光照良好(例如，一晴朗景像)時，則該光譜頻率回應之狹窄一般並非一問題。當該場景之光照不佳(例如，室內)或曝光時間為減少運動模糊而必定較短(例如，在一體育比賽中)時，則該等個別色彩通道之光譜頻率回應之相對狹窄可能產生雜訊影像。
在低光照成像情況下，有利的係，在該彩色濾光片陣列中有一或多個像素未經濾光，即，其光譜敏感度為白色或全色。此等全色像素具有捕獲系統之最高光敏感度能力。採用全色像素表示該捕獲系統中在光敏感度與色空間解析度之間的一折衷。為此目的，已說明許多四色彩色濾光片陣列系統。美國專利案第6,529,239號(Dyck等人)教導一配置為在該感測器的表面上棋盤化之一2x2組塊的綠色－青色－黃色－白色圖案兩者。美國專利案第6,757,012號(Hubina等人)揭示一紅色－綠色－藍色－白色圖案與一黃色－青色－深紅色－白色圖案。在兩個情況下，該等色彩皆係配置於在該成像器的表面上棋盤化之一2x2組塊中。此類系統之一難點在於該彩色濾光片陣列中僅四分之一的像素具有最高的光敏感度，從而限制捕獲裝置之總體低光照效能。
為適應在該彩色濾光片陣列中有更多具有最高光敏感度的像素之需要，美國專利申請公告案第2003/0210332號(Frame)說明其中大多數像素未經濾光之一像素陣列。將 相對較少的像素專用於捕獲來自該場景之彩色資訊，從而產生具有較低彩色空間解析能力之一系統。此外，Frame教導藉由使用對該影像中的高頻率彩色空間細節不作回應或不予保護之簡單的線性內插技術。
本發明之一目的係根據具有全色與彩色像素之一數位影像來產生一增強的數位彩色影像。
此目的係藉由提供一場景之一增強的完全色彩影像之一方法來實現，該方法包含：(a)使用藉由一兼具彩色與全色像素的二維感測器陣列捕獲之場景之一所捕獲影像；(b)回應於該等全色像素而形成一邊緣映射；(c)回應於該等所捕獲的彩色像素而形成該完全色彩影像；以及(d)使用該邊緣映射來增強該完全色彩影像。
本發明之一特徵係可以在低光照條件下藉由具有全色與彩色像素之一感測器來捕獲影像，而藉由處理來產生由該等全色及彩色像素產生之一增強的數位彩色影像。
本發明利用一具有全色與彩色像素之一適當組合物的彩色濾光片陣列，以便允許上述方法提供改良的低光照敏感度與改良的彩色空間解析度保真性兩者。上述方法保留與增強全色及彩色空間細節而產生一增強的完全色彩影像。
在以下說明中，將就一般係實施為一軟體程式之方面來 說明本發明之一較佳具體實施例。熟習此項技術者會很容易明白，亦可以在硬體中構造此軟體之等效物。由於影像操控演算法及系統已為人熟知，因此本說明內容特定言之係關於形成依據本發明之系統及方法的部分或與其更直接配合之演算法及系統。此類演算法及系統之其他態樣以及用以產生與其相關的影像信號及對此等信號作其他處理之硬體或軟體，儘管本文無明確顯示或說明，但可以係從此項技術中習知的此類系統、演算法、組件及元件中選擇。在將該系統給定為如以下材料中依據本發明所述之條件下，本文未明確顯示、建議或說明可用於實施本發明之軟體係傳統軟體而屬於此項技術之常用技術。
進一步，如本文中之用法，電腦程式可以係儲存於一電腦可讀取的儲存媒體中，該媒體可包括(例如)：磁性儲存媒體，例如一磁碟(例如一硬碟機或一軟碟)或磁帶；光學儲存媒體，例如一光碟、光學帶或機器可讀取的條碼；固態電子儲存裝置，例如隨機存取記憶體(RAM)；或唯讀記憶體；或用於儲存一電腦程式之任何其他實體裝置或媒體。
在說明本發明之前，為促進理解，應注意本發明較佳的係用於任何熟知的電腦系統，例如一個人電腦。因此，本文將不對該電腦系統作詳細說明。有益的係，還應注意，該等影像係直接輸入進該電腦系統(例如，藉由一數位相機)或在輸入該電腦系統之前數位化(例如，藉由掃描一原版，例如一鹵化銀膠片)。
參考圖1，解說一用以實施本發明之電腦系統110。儘管該電腦系統110係基於解說一較佳具體實施例之目的而顯示，但本發明不限於所顯示之電腦系統110，而可用於任何電子處理系統(例如在家用電腦、資訊站、零售或批發相片沖洗店中存在的電子處理系統)或用於處理數位影像之任何其他系統。該電腦系統110包括一基於微處理器的單元112，此單元係用以接收與處理軟體程式及用以實行其他處理功能。一顯示器114係電連接至基於微處理器的單元112以(例如，藉由一圖形使用者介面)顯示與該軟體相關聯之關於使用者的資訊。一鍵盤116亦係連接至基於微處理器的單元112以允許一使用者向該軟體輸入資訊。如此項技術中已熟知，作為使用該鍵盤116進行輸入之一替代方案，可以使用一滑鼠118用以在該顯示器114上移動一選擇器120並用以選擇該選擇器120所覆蓋之一項目。
將一般包括軟體程式的光碟唯讀記憶體(CD－ROM)124***至基於微處理器的單元中，以提供向基於微處理器的單元112輸入該等軟體程式及其他資訊之一方式。此外，一軟碟126還可包括一軟體程式，且係***至基於微處理器的單元112中以輸入該軟體程式。或者可以將該光碟唯讀記憶體(CD－ROM)124或該軟碟126***至位於外部而連接至基於微處理器的單元112之磁碟機單元122。進一步，基於微處理器的單元112可經程式化(如此項技術中所熟知)用以將該軟體程式儲存於內部。基於微處理器的單元112還可具有與一外部網路(例如區域網路或網際網路)之一網路 連接127(例如一電話線)。還可將一印表機128連接至基於微處理器的單元112以列印出來自該電腦系統110的輸出之一書面複本。
還可經由一個人電腦卡(PC卡)130將影像顯示於顯示器114上，例如，如先前所知之一PCMCIA卡(基於個人電腦記憶體卡國際協會之規格)，其包含以電子方式具體化於PC卡130中的數位化影像。該PC卡130最終係***至基於微處理器的單元112中，以允許在該顯示器114上對該影像作視覺顯示。或者，可以將該PC卡130***至位於外部而連接至基於微處理器的單元112之一PC讀卡器132。還可經由光碟124、軟碟126或網路連接127來輸入影像。儲存於該PC卡130、該軟碟126或該光碟124中或透過該網路連接127輸入的任何影像可以係從諸如一數位相機(未顯示)或一掃描器(未顯示)之類的各種來源獲得。還可經由連接至該基於微處理器的單元112之一相機銜接埠(docking port)136來直接從一數位相機134或經由與該基於微處理器的單元112之一電纜連接138或經由與該基於微處理器的單元112之一無線連接140來直接從該數位相機134輸入影像。
依據本發明，可以將該演算法儲存於上文所提到的任何儲存裝置中並應用於影像以便將該等影像清晰化。
圖2係本發明之較佳具體實施例之一高階圖。該數位相機134(圖1)負責產生一原始的數位紅色－綠色－藍色－全色(RGBP)彩色濾光片陣列(CFA)影像200，此亦係稱為數位RGBP CFA影像或RGBP CFA影像。應注意，此刻可以使用 其他色彩通道組合(例如青色－深紅色－黃色－全色)來替代以下說明中的紅色－綠色－藍色－全色。關鍵項目係包括一全色通道。此影像係視為一稀疏取樣的影像，因為該影像中的每一像素僅包含紅色、綠色、藍色或全色資料之一像素值。一邊緣映射產生區塊202從該RGBP CFA影像200產生一邊緣映射204。一RGB CFA影像內插區塊206從該RGBP CFA影像200產生一完全色彩影像208。一完全色彩影像增強區塊212從該完全色彩影像208及該邊緣映射204產生一增強的完全色彩影像210。
圖2中，可以採取熟習此項技術者所習知的任何適當方式來實行該RGB CFA影像內插區塊206。關於範例，可參見美國專利申請案第2007/0024934號(Adams等人)。此參考文獻中包括僅使用所捕獲的彩色像素來產生該完全色彩影像以及使用所捕獲的彩色像素與所捕獲的全色像素來產生該完全色彩影像之範例。
圖3係針對較佳具體實施例之邊緣映射產生區塊202(圖2)之一詳細方塊圖。一低頻率濾光區塊242從該RGBP CFA影像200(圖2)產生一經低頻率濾光的影像244。一高頻率濾光區塊246從該經低頻率濾光影像244產生一高頻率影像248。最後，一定限區塊250從該高頻率影像248產生該邊緣映射204(圖2)。
圖3中藉由將一低頻率捲積核心與該RGBP CFA影像200(圖2)捲積以便於每一像素位置針對每一色彩通道產生一像素值來實現區塊242之低頻率濾光。作為一範例，對 圖4所示之一典型的RGBP CFA影像之一部分加以考量。可以使用以下低頻率捲積核心來產生一全解析度的全色通道：
熟習此項技術者已熟知如何產生其他適當的低頻率捲積核心。在實行此捲積時，假定僅使用現有的全色像素值。很明確，對於計算針對像素B50 (圖4)之全色像素值，該計算係一加權平均數：
在一現有的全色像素值(例如，P49 )之情況下，計算一經低頻率濾光的版本：
由於圖4中的有色像素比該等全色像素分佈得更稀疏，因此使用一更大的低頻率捲積核心來產生全解析度色彩通道：
熟習此項技術者已熟知如何產生其他適當的低頻率捲積核心。在實行此捲積時，假定僅使用現有的彩色像素值。很明確，對於計算針對像素B50 (圖4)之紅色像素值，該計算係：
當計算B50 之經低頻率濾光版本時，該計算係：
以一類似方式計算針對該RGBP CFA影像200(圖2)中的每一像素之其餘經低頻率濾光的彩色像素值。
參考圖3，該高頻率濾光區塊248一般係藉由兩個方法之一方法來實行：直接捲積或作為反清晰化掩模之一部分。對於直接捲積，藉由一高頻率核心來捲積該經低頻率濾光影像244之全色通道而結果之絕對值係該高頻率影像248。一適當的高頻率核心之一範例係：
熟習此項技術者已熟知如何產生其他適當的低頻率核心。在反清晰化掩模之情況下，藉由一低頻率核心來捲積該經低頻率濾光的影像244之全色通道而從該經低頻率濾光的影像244之全色通道減去所得低頻率影像。此減法之絕對值係該高頻率影像248。一適當的低頻率核心之一範例係：
熟習此項技術者已熟知如何產生其他適當的低頻率核心。適才所提出之範例若不僅對該全色通道進行操作而且還對所有該等彩色通道進行操作並接著將該等結果一起相加，則可以得到擴充：H ALL ＝H P ＋H R ＋H G ＋H B
在此情況下，該高頻率影像248包括針對全色(HP )、紅色(HR )、綠色(HG )及藍色(HB )通道的高頻率影像(HALL )之和，該等影像(HALL )係分別藉由該高頻率濾光區塊246產生。
圖3中，一定限區塊250從該高頻率影像248產生該邊緣映射204(圖2)。區塊250中的定限一般係藉由對照一給定的臨限值來測試該高頻率影像248中的每一像素值來實行。若該高頻率影像248中的像素值等於或大於該給定臨限值，則該邊緣映射中的對應像素值係標記為一邊緣像素並 設定為指示存在一邊緣之一值(例如，一)。若該高頻率影像248中的像素值小於該給定臨限值，則該邊緣映射中的對應像素值係標記為一平坦像素並設定為指示不存在一邊緣之一值(例如，零)。還可使用多個臨限值。作為一範例，在藉由使用一相對較大的第一臨限值來產生一第一邊緣映射後，藉由使用一較小的第二臨限值從該第一邊緣映射及該高頻率影像248產生一第二邊緣映射。在此情況下，在該第一邊緣映射中標記為一邊緣像素的每一像素位置係自動標記為在該第二邊緣映射中處於對應位置之一邊緣像素。在該第一邊緣映射中之一像素位置係標記為一平坦像素而相鄰像素位置之至少一位置係標記為一邊緣像素之情況下，將對應的高頻率影像248像素值與第二臨限值相比較。若該高頻率影像248中的像素值等於或大於該第二臨限值，則該第二邊緣映射中的對應像素值係標記為一邊緣像素。若該高頻率影像248中的像素值小於該第二臨限值，則該第二邊緣映射中的對應像素值係標記為一平坦像素。熟習此項技術者會明白，可藉由使用額外臨限來繼續此程序。
圖5係針對一替代具體實施例之邊緣映射產生區塊202(圖2)之一詳細方塊圖。一低頻率濾光區塊242從該RGBP CFA影像200(圖2)產生一經低頻率濾光的影像244。一高頻率濾光區塊252從該經低頻率濾光影像244產生一高頻率影像254。一非最大值抑制區塊256從該高頻率影像254產生一邊緣細化的高頻率影像258。最後，一定限區塊 250從邊緣細化高頻率影像258產生該邊緣映射204(圖2)。
圖5中，該低頻率濾光區塊242係如圖3所述。該高頻率濾光區塊252從該經低頻率濾光影像244之全色通道產生一高頻率影像254。該高頻率影像254具有三個通道。第一通道包含邊緣大小值，其係藉由與高頻率濾光區塊246(圖3)所實行的計算相同之計算而產生之結果。第二通道包含水平梯度值，其係藉由取一採用一水平梯度核心的捲積之絕對值而產生。此一核心之一範例係 (－1 0 1)。
第三通道包含垂直梯度值，其係藉由取一採用一垂直梯度核心的捲積之絕對值而產生。此一核心之一範例係
區塊256中的非最大值抑制一般係藉由針對每一邊緣大小像素位置將該水平梯度值與該垂直梯度值相比較來實行。若該水平梯度值大於或等於該垂直梯度值，則該非最大值抑制之方向係水平。若該垂直梯度值大於該水平值，則該非最大值抑制之方向係垂直。圖6係在對邊緣大小值E3 進行操作時邊緣大小值近鄰之一範例性像素。若非最大值抑制之方向係水平，則若E3 大於或等於E2 及E4 兩者，則令其保持不變。否則，將E3 設定為零。若非最大值抑制之方向係垂直，則若E3 大於或等於E1 及E5 兩者，則令其保持不變。否則，將E3 設定為零。圖5中，該定限區塊250係與先前根據圖3所說明的操作相同之操作。
熟習此項技術者會明白，可以採取任何數目的方式來增強該邊緣映射204(圖2)，例如，透過使用形態處理來減少雜訊效應或依據該邊緣映射204(圖2)之隨後使用來改變該邊緣映射204內的特徵之厚度。
參考圖2，現在提出針對該完全色彩影像增強區塊212之若干範例。一此完全色彩影像增強係雜訊減少。對於該完全色彩影像208中的每一像素(隨後稱為中心像素)，檢查該邊緣映射204中的對應值來弄清其係標記為一邊緣像素還係一平坦像素。若該中心像素係一邊緣像素，則可跳過該像素值之雜訊減少以便保留邊緣細節。若該中心像素係一平坦像素，則將在該中心像素之一給定半徑(距離)內的所有其他平坦像素一起平均以產生一雜訊減少的中心像素值。
完全色彩影像增強之另一範例係清晰化(邊緣增強)。可以從該完全色彩影像208或從一參考全色通道(其係從該RGBP CFA影像200產生，如2007年1月9日申請的美國專利申請案第11/621,139號所教導)產生一清晰化通道。接下來，對於該完全色彩影像208中的每一像素(隨後稱為中心像素)，檢查該邊緣映射204中的對應值來弄清其係標記為一邊緣像素還係一平坦像素。若該中心像素係一邊緣像素，則將整個對應的清晰化通道值與該中心像素值相加以使得該邊緣細節清晰化。若該中心像素係一平坦像素，則將該對應的清晰化通道值之一部分或不將任何該值與該中心像素值相加，以減少對該完全色彩影像中的雜訊之不合 需要的放大。
完全色彩影像增強之另一範例係色彩校正。色彩校正一般係藉由將該完全色彩影像208之色彩通道值乘以一3x3矩陣來實行以便產生增強的完全色彩影像210。此計算採取以下形式：
其中(R,G,B)表示該等完全色彩影像208色彩通道值，而(R',G',B')表示增強的完全色彩影像210。對於該完全色彩影像208中的每一像素，檢查該邊緣映射204中的對應值來弄清其係標記為一邊緣像素還係一平坦像素。若該像素係一邊緣像素，則將完全的對應色彩校正施加於該完全色彩影像208像素值。若該像素係一平坦像素，則將一部分色彩校正或不將任何色彩校正施加於該完全色彩影像208像素值以減小雜訊及影像處理人工因素之可見度。
圖7係本發明之一替代具體實施例之一高階圖。該數位相機134(圖1)負責產生一原始的數位紅色－綠色－藍色－全色(RGBP)彩色濾光片陣列(CFA)影像200，此亦係稱為數位RGBP CFA影像或RGBP CFA影像。應注意，此刻，可以使用其他通道組合(例如青色－深紅色－黃色－全色)來替代以下說明中的紅色－綠色－藍色－全色。關鍵項目係包括一全色通道。此影像係視為一稀疏取樣的影像，因為該影像中的每一像素僅包含紅色、綠色、藍色或全色資料之一像素值。 一邊緣映射產生區塊202從該RGBP CFA影像200產生一邊緣映射204。一RGB CFA影像內插區塊260從該RGBP CFA影像200及該邊緣影像204產生一完全色彩影像208。一完全色彩影像增強區塊212從該完全色彩影像208及該邊緣映射204產生一增強的完全色彩影像210。
圖7中，可以採取熟習此項技術者所習知的任何適當方式來實行該RGB CFA影像內插區塊260。作為一範例，可以首先從該RGBP CFA影像200產生一參考全色通道，如2007年1月9日申請的美國專利申請案第11/621,139號中所教導。此參考全色通道提供針對該RGBP CFA影像200中的每一像素之一全色值。現在參考圖4，假定每一像素位置具有一相關聯的全色值PN 與邊緣映射值EN ，其中N係該像素之索引。為計算針對B61 之一估計，從標注該邊緣映射值E61 開始。接下來，在八個羅盤方向(N、NE、E、SE、S、SW、W及NW)之每一方向上繼像素P61 之後向外繼續進行至一給定的最大半徑，沿途檢查對應的邊緣映射值。一旦遇到不同於E61 之一邊緣映射值或已到達最大半徑，則在該給定的羅盤方向上停止處理。在B61 之計算中使用在停止情況之前遇到的所有BN 值。在一最大半徑5與下述高斯(Gaussian)加權之情況下，若所有遇到的邊緣映射值皆與E61 相同，則採取以下方式計算B61 ：
若對應的羅盤方向之一或多個方向較早結束，則會減小此計算。在所有羅盤方向係在到達任何B像素之前結束之情況下，則針對手頭的像素拋棄較早的EN 結束策略而在該計算中包括所有已遇到的B像素。此方法係用於計算針對該RGBP CFA影像200中的所有像素之R、G及B像素值。作為此範例之一推論，可以省略該等全色像素值之使用而僅使用B像素值來產生：
圖7中的其他區塊之細節與該較佳具體實施例(即圖2等)中相同。
圖8係本發明之一替代具體實施例之一高階圖。該數位相機134(圖1)負責產生一原始的數位紅色－綠色－藍色－全色(RGBP)彩色濾光片陣列(CFA)影像200，此亦係稱為數位RGBP CFA影像或RGBP CFA影像。應注意，此刻可以使用其他色彩通道組合(例如青色－深紅色－黃色－全色)來替代以下說明中的紅色－綠色－藍色－全色。關鍵項目係包括一全色通道。此影像係視為一稀疏取樣的影像，因為該影像中的 每一像素僅包含紅色、綠色、藍色或全色資料之一像素值。一邊緣映射產生區塊202從該RGBP CFA影像200產生一邊緣映射204。一RGB CFA影像增強區塊266從該RGBP CFA影像200及該邊緣映射204產生一增強的RGB CFA影像268。一RGB CFA影像內插區塊206從該增強的RGB CFA影像268產生一增強的完全色彩影像270。
圖8中，可以採取熟習此項技術者所習知的任何適當方式來實行該RGB CFA影像增強區塊266。作為一範例，該RGB CFA影像增強區塊266可實行雜訊減少以產生一雜訊減少的RGB CFA影像作為增強的RGB CFA影像268。對於該RGBP CFA影像200中的每一像素(隨後稱為中心像素)，檢查該邊緣映射204中的對應值來弄清其係標記為一邊緣像素還係一平坦像素。若該中心像素係一邊緣像素，則可跳過該像素值之雜訊減少以便保留邊緣細節。若該中心像素係一平坦像素，則將在該中心像素之一給定半徑(距離)內的所有其他平坦像素一起平均以產生一雜訊減少的中心像素值。
圖8中的其他區塊之細節與該較佳具體實施例(即圖2等)中相同。
圖9係本發明之一替代具體實施例之一高階圖。該數位相機134(圖1)負責產生一原始的數位紅色－綠色－藍色－全色(RGBP)彩色濾光片陣列(CFA)影像200，此亦係稱為數位RGBP CFA影像或RGBP CFA影像。應注意，此刻可以使用其他色彩通道組合(例如青色－深紅色－黃色－全色)來替代以 下說明中的紅色－綠色－藍色－全色。關鍵項目係包括一全色通道。此影像係視為一稀疏取樣的影像，因為該影像中的每一像素僅包含紅色、綠色、藍色或全色資料之一像素值。一邊緣映射產生區塊202從該RGBP CFA影像200產生一邊緣映射204。一RGB CFA影像增強區塊266從該RGBP CFA影像200及該邊緣映射204產生一增強的RGB CFA影像268。一RGB CFA影像內插區塊272從該增強的RGB CFA影像268及該邊緣映射204產生一增強的完全色彩影像274。
圖9中，該邊緣映射產生區塊202與圖2所述者相同。該RGB CFA影像增強區塊266與圖8所述者相同。該RGB CFA影像內插區塊272與如圖7所述之RGB CFA影像內插區塊260相同。
圖10係本發明之一替代具體實施例之一高階圖。該數位相機134(圖1)負責產生一原始的數位紅色－綠色－藍色－全色(RGBP)彩色濾光片陣列(CFA)影像200，此亦係稱為數位RGBP CFA影像或RGBP CFA影像。應注意，此刻可以使用其他色彩通道組合(例如青色－深紅色－黃色－全色)來替代以下說明中的紅色－綠色－藍色－全色。關鍵項目係包括一全色通道。此影像係視為一稀疏取樣的影像，因為該影像中的每一像素僅包含紅色、綠色、藍色或全色資料之一像素值。一邊緣映射產生區塊202從該RGBP CFA影像200產生一邊緣映射204。一RGB CFA影像增強區塊266從該RGBP CFA影像200及該邊緣映射204產生一增強的RGB CFA影像268。一RGB CFA影像內插區塊206從該增強的RGB CFA影 像268產生一第一增強的完全色彩影像276。該完全色彩影像增強區塊212從第一增強的完全色彩影像276及該邊緣映射204產生一第二增強的完全色彩影像278。
圖10中，該邊緣映射產生區塊202與圖2所述者相同。該RGB CFA影像增強區塊266與圖8所述者相同。該RGB CFA影像內插區塊206與圖2所述者相同。該完全色彩影像增強區塊212與圖2所述者相同。
圖11係本發明之一替代具體實施例之一高階圖。該數位相機134(圖1)負責產生一原始的數位紅色－綠色－藍色－全色(RGBP)彩色濾光片陣列(CFA)影像200，此亦係稱為數位RGBP CFA影像或RGBP CFA影像。應注意，此刻可以使用其他色彩通道組合(例如青色－深紅色－黃色－全色)來替代以下說明中的紅色－綠色－藍色－全色。關鍵項目係包括一全色通道。此影像係視為一稀疏取樣的影像，因為該影像中的每一像素僅包含紅色、綠色、藍色或全色資料之一像素值。一邊緣映射產生區塊202從該RGBP CFA影像200產生一邊緣映射204。一RGB CFA影像增強區塊266從該RGBP CFA影像200及該邊緣映射204產生一增強的RGB CFA影像268。一RGB CFA影像內插區塊272從該增強的RGB CFA影像268及該邊緣映射204產生一第一增強的完全色彩影像280。該完全色彩影像增強區塊212從該第一增強的完全色彩影像282及該邊緣映射204產生一第二增強的完全色彩影像280。
圖11中，該邊緣映射產生區塊202與圖2所述者相同。該 RGB CFA影像增強區塊266與圖8所述者相同。該RGB CFA影像內插區塊272與圖9所述者相同。該完全色彩影像增強區塊212與圖2所述者相同。
可以在各種使用者背景及環境中採用本發明之較佳具體實施例中所揭示之基於邊緣映射的演算法。範例性的背景及環境包括但不限於：批發數位相片沖洗店(其包括諸如膠片輸入、數位處理、印刷輸出之類範例性的程序步驟或階段)、零售數位相片沖洗店(膠片輸入、數位處理、印刷輸出)、家庭印刷(在家裏掃描的膠片或數位影像、數位處理、印刷輸出)、桌面軟體(將演算法應用於數位印刷品以使其更佳甚或僅對其加以改變的軟體)、數位實現(數位影像輸入：來自媒體或透過網路；數位處理；及影像輸出：採用媒體上的數位形式、透過網路的數位形式或者印刷於書面複本印刷品上)、資訊站(數位或經掃描的輸入、數位處理、數位或經掃描的輸出)、行動裝置(例如，PDA或行動電話，其可用作一處理單元、一顯示單元或一用於發出處理指令之單元)以及作為經由全球資訊網提供之一服務。
在各個情況下，該等基於邊緣映射的演算法可以係獨立的或可以係一較大系統解決方式之一組件。此外，與該演算法之介面，例如，掃描或輸入、數位處理、向一使用者的顯示(若需要)、使用者請求或處理指令之輸入(若需要)、輸出，皆可以係處於同一或不同的裝置上及實體位置，而該等裝置與位置之間的通信可以係經由公共或私有 網路連接或者係基於媒體的通信。在與本發明之前述揭示內容一致的情況下，該等演算法本身可以係完全自動的，可令使用者輸入(完全或部分手動)，可令使用者或操作者檢視來接受/拒絕結果，或可獲得元資料(可由使用者供應、由一測量裝置(例如，在一相機中)供應或由一演算法決定的元資料)之輔助。此外，該等演算法可與各種工作流程使用者介面方案介接。
本文所揭示的依據本發明之基於邊緣映射的演算法可具有使用各種資料偵測及約簡技術(例如，臉部偵測、眼睛偵測、皮膚偵測、閃光偵測)之內部組件。
110‧‧‧電腦系統
112‧‧‧基於微處理器的單元
114‧‧‧顯示器
116‧‧‧鍵盤
118‧‧‧滑鼠
120‧‧‧顯示器上的選擇器
122‧‧‧磁碟機單元
124‧‧‧光碟唯讀記憶體(CD－ROM)
126‧‧‧軟碟
127‧‧‧網路連接
128‧‧‧印表機
130‧‧‧個人電腦卡(PC卡)
132‧‧‧PC讀卡器
134‧‧‧數位相機
136‧‧‧相機銜接埠
138‧‧‧電纜連接
140‧‧‧無線連接
200‧‧‧RGBP CFA影像
202‧‧‧邊緣映射產生
204‧‧‧邊緣映射
206‧‧‧RGB CFA影像內插
208‧‧‧完全色彩影像
210‧‧‧增強的完全色彩影像
212‧‧‧完全色彩影像增強
242‧‧‧低頻率濾光
244‧‧‧經低頻率濾光的影像
246‧‧‧高頻率濾光
248‧‧‧高頻率影像
250‧‧‧定限
252‧‧‧高頻率濾光
254‧‧‧高頻率影像
256‧‧‧非最大值抑制
258‧‧‧邊緣細化的高頻率影像
260‧‧‧RGB CFA影像內插
266‧‧‧RGB CFA影像增強
268‧‧‧增強的RGB CFA影像
270‧‧‧增強的完全色彩影像
272‧‧‧RGB CFA影像內插
274‧‧‧增強的完全色彩影像
276‧‧‧第一增強的完全色彩影像
278‧‧‧第二增強的完全色彩影像
280‧‧‧第一增強的完全色彩影像
282‧‧‧第二增強的完全色彩影像
圖1係一包括用以實施本發明之一數位相機的電腦系統之一透視圖；圖2係本發明之一較佳具體實施例之一方塊圖；圖3係更詳細顯示圖2中的區塊202之一方塊圖；圖4係在圖3中的區塊242中執行低頻率濾光期間所使用之一像素近鄰；圖5係更詳細顯示圖2中的方塊202之一替代具體實施例之一方塊圖；圖6係在圖5中的方塊256中執行非最大值抑制期間所使用之一像素近鄰；圖7係本發明之一替代具體實施例之一方塊圖；圖8係本發明之一替代具體實施例之一方塊圖；圖9係本發明之一替代具體實施例之一方塊圖； 圖10係本發明之一替代具體實施例之一方塊圖；以及圖11係本發明之一替代具體實施例之一方塊圖。
134‧‧‧數位相機
200‧‧‧RGBP CFA影像
202‧‧‧邊緣映射產生
204‧‧‧邊緣映射
206‧‧‧RGBP CFA影像內插
208‧‧‧完全色彩影像
210‧‧‧增強的完全色彩影像
212‧‧‧完全色彩影像增強

Claims (9)

  1. 一種提供一場景之一增強的完全色彩影像之方法，其包含：a.使用藉由一兼具彩色與全色像素的二維感測器陣列捕獲之該場景之一所捕獲影像；b.回應於該等全色像素而形成一邊緣映射；c.回應於該等所捕獲的彩色像素而形成該完全色彩影像；以及d.使用該邊緣映射來增強該完全色彩影像。
  2. 如請求項1之方法，其中元件c包括兼用該等所捕獲的彩色像素與該等所捕獲的全色像素來形成該完全色彩影像。
  3. 如請求項1之方法，其中元件b包括兼用該等所捕獲的彩色像素與該等所捕獲的全色像素來形成該邊緣映射。
  4. 如請求項2之方法，其進一步使用該邊緣映射來形成該完全色彩影像。
  5. 如請求項1之方法，其中該邊緣映射係用於提供雜訊清除。
  6. 如請求項1之方法，其中該邊緣映射係用於提供清晰化。
  7. 如請求項1之方法，其中該邊緣映射係用於提供色彩校正。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包括在形成該完全色彩影像之前修改該等所捕獲的彩色像素或全色像素或兩者。
  9. 如請求項1之方法，其中修改該等所捕獲的彩色像素包括在形成該完全色彩影像之前對該等所捕獲的有色像素進行雜訊清除。
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