專利名稱：數(shù)字視頻圖像的銳化方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字視頻信號處理鄰域，具體地說，涉及一種數(shù)字視頻圖像的銳化方 法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
數(shù)字視頻圖像的銳化通常又稱為清晰度增強，指的是將圖像的邊緣提升以使圖像 看上去更清晰銳利，是最重要的圖像增強技術(shù)之一。在數(shù)字視頻處理芯片中，由于縱向的銳 化需要很多的行緩存資源，通常的做法是只進行橫向的銳化處理。本發(fā)明也以橫向銳化處 理作為討論的問題。在實際的數(shù)字視頻處理芯片設(shè)計中，如果資源允許，本發(fā)明中介紹的橫 向銳化處理的技術(shù)完全可以應(yīng)用到縱向銳化處理中去。對于數(shù)字視頻圖像，銳化只對其亮度信號進行處理。通常在數(shù)字視頻處理芯片中 數(shù)字視頻圖像是以YUV空間來表示的，對于以另一種常用格式，即RGB空間表示的圖像，可 以通過簡單的空間轉(zhuǎn)換來轉(zhuǎn)換到Y(jié)UV的空間。鑒于這種空間轉(zhuǎn)換在數(shù)字視頻處理鄰域是眾 所周知的技術(shù)，我們在此不做詳述，而假設(shè)本發(fā)明中的銳化是針對圖像的亮度，即Y信號來 進行處理的。同時我們假設(shè)處理的對象是8位元的數(shù)字圖像，故其中像素的亮度Y值在區(qū) 間
中。圖1是圖像中相鄰區(qū)域的邊緣形態(tài)的示意圖。在圖1中，原來從圖像區(qū)域1的亮度 Yl到圖像區(qū)域2的亮度Y2之間的邊界過渡區(qū)十分遲緩，也就是說該過渡區(qū)的斜率slope_ old比較小。經(jīng)過銳化處理后，該過渡區(qū)中的亮度曲線的斜率變成了較大的Sl0pe_neW。過 渡區(qū)中亮度過渡曲線的斜率提升是銳化，或稱清晰度增強的核心內(nèi)容。在斜率提升的同時， 我們也看到亮度的過渡曲線呈現(xiàn)了正超調(diào)和負超調(diào)的現(xiàn)象。在通常情況下，正超調(diào)和負超 調(diào)的出現(xiàn)的確會給觀看者一種圖像清晰度得到提升的感覺，但過度的超調(diào)會使圖像中的區(qū) 域邊緣出現(xiàn)“雙線”(double-line，指的是由于過寬過強的正/負超調(diào)使區(qū)域邊緣出現(xiàn)并排 的一條亮線和一條暗線)從而使圖像顯得很不自然，這種不自然的銳化結(jié)果也極易引起圖 像觀看者眼睛的疲勞。另一方面，銳化在使遲緩的邊界過渡區(qū)收窄而提高邊緣銳度的同時，也有可能在 傾斜的邊界上產(chǎn)生一種鋸齒效應(yīng)。如圖2所示，當區(qū)域邊緣是嚴格豎直的時候，我們可以讓 銳化操作作的很強來得到一條非常銳利的邊界。然而，當區(qū)域邊緣有一定的傾斜角度時，過 強的銳化處理就會帶來圖中所示的鋸齒效應(yīng)。這種鋸齒效應(yīng)是銳化處理的另一種副作用， 它會使視頻圖像顯得很不自然不真實。綜上所述，在視頻處理鄰域中，對圖像銳化效果的要求并不簡單的是提升邊緣過 渡區(qū)的亮度斜率，也要求銳化后的結(jié)果圖像在清晰度變好的同時顯得自然流暢。這就要求 銳化電路能夠獨立且方便的調(diào)節(jié)正超調(diào)和負超調(diào)的幅度和寬度，并在銳度和鋸齒效應(yīng)間作 出好的平衡。對于超調(diào)的調(diào)節(jié)，通常的認知是正超調(diào)的幅度要比負超調(diào)幅度小，這是因為人 眼對過亮的邊緣更易疲勞。另外，超調(diào)的寬度也不能太大，不然“雙線”的感覺會很強烈而 圖像也會因此顯得不自然。對于鋸齒效應(yīng)，我們則必須在靠近邊緣過渡區(qū)中央的位置犧牲一些銳度來消除?？傊?，在數(shù)字視頻處理芯片設(shè)計中，具有獨立可調(diào)的正/負超調(diào)幅度與寬 度，及鋸齒效應(yīng)強弱的銳化電路已被普遍認為是達到高超圖像畫質(zhì)的一種必要而有力的手 段。本發(fā)明就將介紹一種滿足這種要求的銳化電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字視頻圖像的銳化方法與系統(tǒng)，以克服在提升圖像 邊緣過渡區(qū)的亮度斜率進行銳化時，圖像的自然流暢性不佳的技術(shù)問題。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種數(shù)字視頻圖像的銳化方法，包括如下步驟設(shè)定位于同一圖像行上的以當前 像素Px為中心的N個像素，其中N為大于等于3的奇數(shù)；利用所述N個像素對當前像素進行 N階銳化濾波后得到銳化增量△；在△ >0時，進行正鋸齒控制和正超調(diào)寬度控制后得到 新的銳化增量Anew;否則進行負鋸齒控制和負超調(diào)寬度控制后得到新的銳化增量Anew; 將該銳化增量Anew與當前像素的亮度值相加后得到更新的當前像素PxIiew ；若更新的當 前像素大于當前像素的鄰域中像素的最大值Gmax，或者更新的當前像素小于當前像素的鄰 域中像素的最小值Gmin，對該更新的當前像素進行超調(diào)幅度控制；否則更新的當前像素保 持不變。一種數(shù)字視頻圖像的銳化系統(tǒng)，包括銳化濾波器，利用來自視頻圖像行的位于同 一圖像行上的以當前像素&為中心的N個像素對所述當前像素進行N階銳化濾波后得到銳 化增量△，其中N為大于等于3的奇數(shù)；相連的正鋸齒控制單元和正超調(diào)寬度控制單元，在 Δ >0時，進行正鋸齒控制和正超調(diào)寬度控制后得到新的銳化增量Anew;相連的負鋸齒控 制單元和負超調(diào)寬度控制單元，在△ <0時，進行負鋸齒控制和負超調(diào)寬度控制后得到新 的銳化增量Δ new;加法器，將所述銳化增量Anew與當前像素的亮度值相加后得到更新的 當前像素？^冊；超調(diào)幅度控制單元，接收來自加法器的更新的當前像素？^㈣，若更新的當 前像素Pxnew大于當前像素的鄰域中像素的最大值Gmax，則通過一正超調(diào)幅度控制寄存器 對該更新的當前像素進行正超調(diào)幅度控制；若更新的當前像素Pxnew小于當前像素的鄰域 中像素的最小值Gmin，則通過一負超調(diào)幅度控制寄存器對該更新的當前像素進行負超調(diào)幅 度控制；否則更新的當前像素保持不變。采用本發(fā)明的上述方法和系統(tǒng)，提供了相應(yīng)的寄存器或調(diào)整系數(shù)使得用戶能夠?qū)?正負超調(diào)的寬度和幅度進行獨立的調(diào)節(jié)以達到想要的邊緣銳化效果。另外，在對超調(diào)寬度 的調(diào)節(jié)算法中，我們又加入了正負鋸齒控制寄存器jaggyKp和jaggyKn，這樣在進行正負超 調(diào)的寬度和幅度控制的同時還可以控制邊緣鋸齒的強弱。由此，能夠獨立且方便的調(diào)節(jié)正 超調(diào)和負超調(diào)的幅度和寬度，并在銳度和鋸齒效應(yīng)間作出好的平衡，銳化后的結(jié)果圖像在 清晰度變好的同時顯得自然流暢。


圖1是圖像中相鄰區(qū)域的邊緣形態(tài)的示意圖；圖2是銳化與邊緣鋸齒效應(yīng)的示意圖；圖3是常用銳化處理流程；圖4是本發(fā)明中的銳化操作流程。
具體實施例方式下面根據(jù)圖3和圖4，給出本發(fā)明的較佳實施例，并予以詳細描述，使能更好地理 解本發(fā)明的功能、特點。圖3描述了常用的銳化處理流程。此處我們只針對橫向的銳化處理，并假設(shè)橫向 的銳化處理是在圖像的一行中進行的，當一行中的圖像像素處理完后，再進行下一行圖像 像素的銳化處理，直到整幅圖像的銳化處理完成。但本發(fā)明中介紹的方法既適用于橫向也 使用于縱向的圖像銳化處理。在進行縱向的圖像銳化處理時，圖3中的視頻圖像行將變成 視頻圖像列。在此，作為一個敘述的范例，我們僅利用單行圖像數(shù)據(jù)進行橫向的銳化處理。在常用的銳化處理中，銳化濾波器可由用戶自行設(shè)計，以產(chǎn)生對原始圖像信號的 一個銳化增量，銳化增量的大小可由用戶通過銳化強度控制來進行調(diào)節(jié)，當這個增量被加 回原始圖像信號時就產(chǎn)生了銳化的效果。另外，用戶也可在原始圖像信號上進行一個低通 濾波的操作，目的是消除一定的噪音，但這個低通濾波器是可選擇的，并不是強制性的。本 發(fā)明中的方法也采用類似圖3中的流程，但對于銳化增量△進行了額外的判斷和處理，以 使銳化后的結(jié)果圖像不但清晰度得到提升，而且顯得自然流暢。圖4中描述了本發(fā)明中的銳化操作流程。其中“正鋸齒”指的是區(qū)域邊界上產(chǎn)生 的較亮一側(cè)的鋸齒，而“負鋸齒”為區(qū)域邊界上產(chǎn)生的較暗一側(cè)的鋸齒。在鋸齒效應(yīng)的消除 中，需要將較亮一側(cè)和較暗一側(cè)的鋸齒都平滑掉才能使邊界顯得平滑自然。由于不同的觀 看者對較亮一側(cè)的鋸齒和較暗一側(cè)的鋸齒的敏感程度不同，所以我們在鋸齒效應(yīng)的控制過 程中提供了兩個相互獨立的控制寄存器，即正鋸齒控制寄存器jaggyKp e
，和負鋸 齒控制寄存器jaggyKn e
，其中jaggyKp和jaggyKn越大對應(yīng)的正鋸齒和負鋸齒 越弱，即鋸齒效應(yīng)越弱，反之則鋸齒效應(yīng)越強。類似的，按我們前面描述的，我們也提供了相 互獨立的正超調(diào)寬度控制寄存器Xp e
和負超調(diào)寬度控制寄存器fti e
, 其中Xp和&越大對應(yīng)的正超調(diào)和負超調(diào)的寬度越大，反之則相應(yīng)的超調(diào)寬度越??；以及 正超調(diào)幅度控制寄存器Ap e
和負超調(diào)幅度控制寄存器An e
，其中Ap和 An越大對應(yīng)的正超調(diào)和負超調(diào)的幅度越小，反之則相應(yīng)的超調(diào)幅度越大。通過這些寄存器， 用戶可以方便的調(diào)節(jié)由銳化操作引入的邊緣鋸齒效應(yīng)的強弱，以及正/負超調(diào)的幅度和寬 度，以達到自己想要的銳化結(jié)果。下面我們對圖4中的模塊逐一說明。由于我們只在圖像的一行中進行橫向的銳化 處理，所以我們假設(shè)局部的圖像像素為......pi p2 p3 (p4) p5 p6 p7......其中p4是當前處理像素。這里我們假設(shè)銳化濾波器是7階為了將當前像素置于 中心位置的線性濾波器，故每個當前像素P4的銳化運算需要以p4為中心的7個像素，即 Pl P7。在實際使用中，用戶可以自行設(shè)計銳化濾波器，本發(fā)明并不限制銳化濾波器的類 型和階數(shù)。這里的局部像素可以設(shè)定位于同一圖像行上的以當前像素PX為中心的N個像 素；其中N為大于等于3的奇數(shù)即可。為了便于說明，本實施例中將N設(shè)定為7，當前像素 Px相應(yīng)地為P4。假設(shè)我們的7階線性銳化濾波器為F = [fl，f2, f3, f4, f3, f2, fl]，那么有Δ = K*[fl* (pl+p7)+f2* (p2+p6)+f3* (p3+p5)+f4*p4]
其中K為銳化強度控制寄存器，K^O,并且越大的K值對應(yīng)銳化強度越大。理論 上講，K可以是大于等于0的任何數(shù)，但在實際應(yīng)用中，過大的K沒什么意義，所以可以限定 K的上限。例如可以設(shè)置K為一個8位的寄存器，4位整數(shù)4位小數(shù)，這樣K的范圍就成了 0 15. 9375。K需要的范圍和用戶具體的F濾波器也有關(guān)，所以此處的K彡0，并且用戶可 根據(jù)實際的需要自行設(shè)定K參數(shù)的上限和變化精度。在得到銳化增量Δ后，我們分兩個通道分別處理Δ ^ 0的情況和Δ < 0的情況。 在Δ彡0時，當前像素ρ4的亮度值將被增大，這對應(yīng)于正鋸齒和正超調(diào)的情況。相反的， 當Δ <0時，ρ4的亮度值將減小，對應(yīng)于負鋸齒和負超調(diào)的情況。正鋸齒控制單元中完成 的操作是計算變量hd = max (| p3_p5 |，| p4_p5 |，| p3_p4 |)yp = hd氺(jaggyKp+1. 0) /256if yp > 1. 0thenyp = 1. 0類似的，在Δ < 0的情況，負鋸齒控制單元中完成的操作是計算變量hd = max (| p3_p5 |，| p4_p5 |，| p3_p4 |)yp = hd氺(jaggyKn+1. 0) /256if yp > 1. 0thenyp = 1.0對于超調(diào)寬度控制，正超調(diào)寬度控制單元完成的操作為if yp < (l-Xp/256)/2thenΔ new = Δ * (yp+Xp/256)elseAnew = A*(l-yp)負超調(diào)寬度控制單元完成的操作為if yp < (l-Xn/256)/2thenΔ new = Δ * (yp+Xn/256)elseAnew = A*(l-yp)在完成鋸齒控制和超調(diào)寬度控制后，我們得到了經(jīng)過修正的銳化增量Anew。該增 量Anew與低通濾波后的當前像素的亮度值LP(p4)相加得到 p4new = LP (ρ4) + Δ new接下來對p^ew進行超調(diào)幅度的判斷和控制。首先我們定義當前像素p4的一個 鄰域G = (p2, p3, p4, p5, p6)用以決定當前像素位置處的超調(diào)。這里要說明的是如上的鄰域G的選取只是本發(fā)例子，本發(fā)明并不限制用戶定義自己的鄰域，該鄰域的物理意義是當前像 素處的超調(diào)是以鄰域G中像素的最大值和最小值為基礎(chǔ)來定義的，正超調(diào)為大于鄰域G中 像素的最大值的部分，而負超調(diào)即為小于鄰域G中像素的最小值的部分。由此，在正/負超 調(diào)幅度控制單元中Gmax = max (p2, p3, p4, p5, p6)Gmin = min (p2, p3, p4, p5, p6)if p4new > Gmaxthenp4new = p4new-(p4new_Gmax)*Ap/256else if p4new < Gminthenp4new = p4new+(Gmin-p4new)*An/256elsep4new保持不變用p^ew代替當前像素p4的亮度值就完成了 p4的銳化處理。然后是同一圖像行 中的下一個像素，直到這一圖像行的像素處理完畢，再進行下一圖像行的處理，一直到整個 圖像的銳化處理完成。相應(yīng)地，參閱圖4，一種數(shù)字視頻圖像的銳化系統(tǒng)，包括銳化濾波器，接收來自視 頻圖像行的位于同一圖像行上的以當前像素P4為中心的7個像素以得到銳化增量Δ ；相 連的正鋸齒控制單元和正超調(diào)寬度控制單元，在△ >0時，進行正鋸齒控制和正超調(diào)寬度 控制后得到新的銳化增量Anew ；相連的負鋸齒控制單元和負超調(diào)寬度控制單元，在△ <0 時，進行負鋸齒控制和負超調(diào)寬度控制后得到新的銳化增量Anew ；加法器，將所述銳化增 量Anew與當前像素的亮度值相加后得到更新的當前像素p4neW，此處的當前像素的亮度 值也可以選擇先進行低通濾波后再與銳化增量Anew相加，此種情形下該銳化系統(tǒng)還需要 包括一個可選擇的低通濾波器，對當前像素P4進行低通濾波以得到經(jīng)低通濾波的當前像 素LP (p4)；正/負超調(diào)幅度控制單元，接收來自加法器的更新的當前像素p4neW，若更新的 當前像素p4neW大于當前像素的鄰域中像素的最大值Gmax，則通過一正超調(diào)幅度控制寄存 器對該更新的當前像素進行正超調(diào)幅度控制；若更新的當前像素P^iew小于當前像素的鄰 域中像素的最小值Gmin，則通過一負超調(diào)幅度控制寄存器對該更新的當前像素進行負超調(diào) 幅度控制；否則更新的當前像素保持不變。所述正鋸齒控制單元包括計算變量11(1的模塊11(1 = 111狀(| 3- 5|，|p4_p5|， p3-p4|)；計算變量yp的模塊:yp = hd* (jaggyKp+1. 0)/256，其中jaggyKp為正鋸齒控制
寄存器設(shè)置的調(diào)整系數(shù)，jaggyKp e
；以及判斷模塊，若yp > 1.0，令yp = 1.0。所述正超調(diào)寬度控制單元包括判斷yp是否小于(l-Xp/256)/2的模塊；和賦值 模塊；若 yp< (l-Xp/256)/2, Anew = Δ *(yp+Xp/256)；否則 Anew = A*(l-yp)；其中 Xp 為正超調(diào)寬度控制寄存器設(shè)置的調(diào)整系數(shù)，Xp e
。所述負鋸齒控制單元包括計算變量hd的模塊hd = maX(|p3-p5|，p4_p5 |， p3-p4|)；計算變量yp的模塊:yp = hd* (jaggyKn+1. 0)/256，其中jaggyKn為負鋸齒控制
寄存器設(shè)置的調(diào)整系數(shù)，jaggyK e
；以及判斷模塊，若yp > 1. 0，令yp = 1. 0。
所述負超調(diào)寬度控制單元包括判斷yp是否小于(l-Xn/256)/2的模塊；和賦值 模塊；若 yp< (l-Xn/256)/2, Anew = Δ *(yp+Xn/256)；否則 Anew = A*(l-yp)；其中 Xn 為負超調(diào)寬度控制寄存器設(shè)置的調(diào)整系數(shù)，fti e
。所述銳化濾波是N階線性銳化濾波。更新的當前像素大于當前像素的鄰域中像素的最大值Gmax時的超調(diào)幅度控制單 元包括重新計算更新的當前像素p4new的模塊p^ew = p4new-(p4new-Gmax)*Ap/256 ； 其中Ap為正超調(diào)幅度控制寄存器設(shè)置的調(diào)整系數(shù)，Ap e
。更新的當前像素小于當前像素的鄰域中像素的最小值Gmin時的超調(diào)幅度控制單 元包括重新計算更新的當前像素p4new的模塊p^ew = p4new+ (Gmin-p4new)*An/256 ； 其中An為負超調(diào)幅度控制寄存器設(shè)置的調(diào)整系數(shù)，An e
?？傊?，本發(fā)明的重點是銳化總會產(chǎn)生正負超調(diào)，用戶需要能夠?qū)φ摮{(diào)的寬度 和幅度進行獨立的調(diào)節(jié)以達到想要的邊緣銳化效果，而本發(fā)明就提供了相應(yīng)的寄存器實現(xiàn) 這一點。另外，在對超調(diào)寬度的調(diào)節(jié)算法中，我們又加入了正負鋸齒控制寄存器jaggyKp和 jaggyKn，這樣在進行正負超調(diào)的寬度和幅度控制的同時還可以控制邊緣鋸齒的強弱。對于 雙線效應(yīng)，只要進行銳化，則或多或少都會有雙線效應(yīng)產(chǎn)生，因為總會有正負超調(diào)的存在。 本發(fā)明的方法給用戶提供了自由調(diào)節(jié)正負超調(diào)寬度和幅度的手段，這樣用戶就可以調(diào)節(jié)出 自己喜歡的正負超調(diào)的模式來，也就是雙線的模式。對于鋸齒效應(yīng)的克服，是隱含在超調(diào)寬 度控制中的，即通過正負鋸齒控制寄存器jaggyKp和jaggyKn來產(chǎn)生相應(yīng)的yp (參見上面 YP的計算)，而yp的大小與正負超調(diào)寬度控制寄存器Xp和紐的關(guān)系(參見上面Δ new的 計算)又決定了 Anew的數(shù)值。這里的Anew已經(jīng)包含了對鋸齒和對超調(diào)寬度的控制。前面提供了對較佳實施例的描述，以使本鄰域內(nèi)的任何技術(shù)人員可使用或利用本 發(fā)明。對該較佳實施例，本鄰域內(nèi)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，可以作出各種 修改或者變換。應(yīng)當理解，這些修改或者變換都不脫離本發(fā)明的保護范圍。
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權(quán)利要求
1.一種數(shù)字視頻圖像的銳化方法，包括如下步驟設(shè)定位于同一圖像行上的以當前像素Px為中心的N個像素；其中N為大于等于3的奇數(shù)；利用所述N個像素對所述當前像素進行N階銳化濾波后得到銳化增量Δ ； 在Δ >0時，進行正鋸齒控制和正超調(diào)寬度控制后得到新的銳化增量Anew;否則進 行負鋸齒控制和負超調(diào)寬度控制后得到新的銳化增量Anew ；將該銳化增量Anew與當前像素的亮度值相加后得到更新的當前像素PxIiew ； 若更新的當前像素大于當前像素的鄰域中像素的最大值Gmax，或者更新的當前像素小 于當前像素的鄰域中像素的最小值Gmin，對該更新的當前像素進行超調(diào)幅度控制；否則更 新的當前像素保持不變。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字視頻圖像的銳化方法，其特征在于，所述正鋸齒控制包括 如下步驟計算變量！^抽二?。。钇蚟力+丄PX_PX+1|，IPh-PxI)；其中PH為當前像素Px的前 一像素，Px+1為當前像素Px的后一像素；計算變量yp =YP = hd* (jaggyKp+1. 0) /256,其中jaggyKp為正鋸齒控制系數(shù)， jaggyKp e
；若 yp > 1.0，令7 = 1.0。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)字視頻圖像的銳化方法，其特征在于，所述正超調(diào)寬度控制 包括如下步驟若 yp < (l-Xp/256)/2, Anew = Δ *(yp+Xp/256)；否則 Anew = A*(l-yp)；其中 Xp 為正超調(diào)寬度控制系數(shù)，Xp e W，255]。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字視頻圖像的銳化方法，其特征在于，所述負鋸齒控制包括 如下步驟計算變量 hd:hd = max (I Pjh-P5J, PX_PX+11，PX_「PX|)；其中 Pjh 為當前像素 Px 的前 一像素，Px+1為當前像素Px的后一像素；計算變量yp :yp = hd*(jaggyKn+l. 0)/256,其中jaggyKn為負鋸齒控制系數(shù)， jaggyKn e
；若 yp〉1.0，令7 = 1.0。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字視頻圖像的銳化方法，其特征在于，所述負超調(diào)寬度控制 包括如下步驟若 yp < (l-Xn/256)/2, Anew = Δ *(yp+Xn/256)；否則 Anew = A*(l-yp)；其中 Xn 為負超調(diào)寬度控制系數(shù)，fti e W，255]。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字視頻圖像的銳化方法，其特征在于，所述銳化濾波是N階線 性銳化濾波。
7.如權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的數(shù)字視頻圖像的銳化方法，其特征在于， 更新的當前像素大于當前像素的鄰域中像素的最大值Gmax時的超調(diào)幅度控制包括如下步 驟重新計算更新的當前像素PxneW :Pxnew = Pxnew- (Pxnew-Gmax) *Ap/256 ；其中Ap為正超 調(diào)幅度控制系數(shù)，Ap e
。
8.如權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的數(shù)字視頻圖像的銳化方法，其特征在于， 更新的當前像素小于當前像素的鄰域中像素的最小值Gmin時的超調(diào)幅度控制包括如下步 驟重新計算更新的當前像素PxneW :Pxnew = Pxnew+ (Gmin-Pxnew) *An/256 ；其中An為負超 調(diào)幅度控制系數(shù)，An e
。
9.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字視頻圖像的銳化方法，其特征在于，將該銳化增量八1^ 與 當前像素的亮度值相加之前，還包括對當前像素進行低通濾波的步驟。
10.一種數(shù)字視頻圖像的銳化系統(tǒng)，包括銳化濾波器，利用來自視頻圖像行的位于同一圖像行上的以當前像素Px為中心的N個 像素對所述當前像素進行N階銳化濾波后得到銳化增量Δ，其中N為大于等于3的奇數(shù)；相連的正鋸齒控制單元和正超調(diào)寬度控制單元，在Δ >0時，進行正鋸齒控制和正超 調(diào)寬度控制后得到新的銳化增量Anew ；相連的負鋸齒控制單元和負超調(diào)寬度控制單元，在△ <0時，進行負鋸齒控制和負超 調(diào)寬度控制后得到新的銳化增量Anew ；加法器，將所述銳化增量Anew與當前像素的亮度值相加后得到更新的當前像素 Pxnew ；超調(diào)幅度控制單元，接收來自加法器的更新的當前像素Pxnew，若更新的當前像素 Pxnew大于當前像素的鄰域中像素的最大值Gmax，則通過一正超調(diào)幅度控制寄存器對該更 新的當前像素進行正超調(diào)幅度控制；若更新的當前像素Pxnew小于當前像素的鄰域中像素 的最小值Gmin，則通過一負超調(diào)幅度控制寄存器對該更新的當前像素進行負超調(diào)幅度控 制；否則更新的當前像素保持不變。
11.如權(quán)利要求10所述的數(shù)字視頻圖像的銳化系統(tǒng)，其特征在于，所述正鋸齒控制單 元包括計算變量 hd 的模塊hd = max (I Pjh-PjmI, |Px_Px+1|，|Px_「Px|)；其中 Pjh 為當前像素 Px的前一像素，Px+1為當前像素Px的后一像素；計算變量yp的模塊yp = hd*(jaggyKp+l. 0)/256，其中jaggyKp為正鋸齒控制系數(shù)， jaggyKp e
；判斷模塊，若yp > 1.0，令yp = 1.0。
12.如權(quán)利要求11所述的數(shù)字視頻圖像的銳化系統(tǒng)，其特征在于，所述正超調(diào)寬度控 制單元包括判斷yp是否小于(l-Xp/256)/2的模塊；和賦值模塊；若 yp < (l-Xp/256)/2, Anew = Δ *(yp+Xp/256)；否則 Anew = A*(l-yp)；其中 Xp 為正超調(diào)寬度控制系數(shù)，Xp e W，255]。
13.如權(quán)利要求10所述的數(shù)字視頻圖像的銳化系統(tǒng)，其特征在于，所述負鋸齒控制單 元包括計算變量 hd 的模塊hd = max (I Pjh-PjmI, |Px_Px+1|，|Px_「Px|)；其中 Pjh 為當前像素 Px的前一像素，Px+1為當前像素Px的后一像素；計算變量yp的模塊yp = hd*(jaggyKn+l. 0)/256，其中jaggyKn為負鋸齒控制系數(shù)， jaggyKn e
；判斷模塊，若yp > 1.0，令yp = 1.0。
14.如權(quán)利要求13所述的數(shù)字視頻圖像的銳化系統(tǒng)，其特征在于，所述負超調(diào)寬度控 制單元包括判斷yp是否小于(l-Xn/256)/2的模塊；和賦值模塊；若 yp < (l-Xn/256)/2, Anew = Δ *(yp+Xn/256)；否則 Anew = A*(l-yp)；其中 Xn 為負超調(diào)寬度控制系數(shù)，fti e W，255]。
15.如權(quán)利要求10所述的數(shù)字視頻圖像的銳化系統(tǒng)，其特征在于，所述銳化濾波器是N 階線性銳化濾波器。
16.如權(quán)利要求10至15中任一權(quán)利要求所述的數(shù)字視頻圖像的銳化系統(tǒng)，其特征在 于，更新的當前像素大于當前像素的鄰域中像素的最大值Gmax時的超調(diào)幅度控制單元包 括重新計算更新的當前像素PxneW的模塊PxneW = Pxnew- (Pxnew-Gmax) *Ap/256 ；其中Ap 為正超調(diào)幅度控制系數(shù)，Ap e
。
17.如權(quán)利要求10至15中任一權(quán)利要求所述的數(shù)字視頻圖像的銳化系統(tǒng)，其特征在 于，更新的當前像素小于當前像素的鄰域中像素的最小值Gmin時的超調(diào)幅度控制單元包 括重新計算更新的當前像素PxneW的模塊Pxnew = Pxnew+ (Gmin-Pxnew) *An/256 ；其中An 為負超調(diào)幅度控制系數(shù)，An e
。
18.如權(quán)利要求10所述的數(shù)字視頻圖像的銳化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括一 位于所述加法器之前的低通濾波器，對當前像素進行低通濾波。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字視頻圖像的銳化方法和系統(tǒng)，將當前像素進行銳化濾波后得到銳化增量Δ；在Δ≥0時，進行正鋸齒控制和正超調(diào)寬度控制后；否則進行負鋸齒控制和負超調(diào)寬度控制后得到新的銳化增量Δnew；將該銳化增量Δnew與當前像素的亮度值相加后得到更新的當前像素；若更新的當前像素大于當前像素的鄰域中像素的最大值，或者更新的當前像素小于當前像素的鄰域中像素的最小值，對該更新的當前像素進行超調(diào)幅度控制；否則更新的當前像素保持不變。采用本發(fā)明的上述方法和系統(tǒng)，能夠獨立且方便的調(diào)節(jié)正超調(diào)和負超調(diào)的幅度和寬度，并在銳度和鋸齒效應(yīng)間作出好的平衡，銳化后的結(jié)果圖像在清晰度變好的同時顯得自然流暢。
文檔編號H04N5/208GK102137221SQ20101002315
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者俞誠, 張琦, 朱舸, 魯恒 申請人:富士通微電子(上海)有限公司