專利名稱：圖像銳化方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備的圖像處理領(lǐng)域，具體地，是一種電子設(shè)備對圖像進(jìn)行銳化處理方法及銳化處理的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電子設(shè)備，如電腦、手機(jī)、電子書閱讀器等均能顯示或播放圖像、視頻等。由于存儲(chǔ)在電子設(shè)備中的原始圖像或視頻的分辨率跟電子設(shè)備所實(shí)際顯示的分辨率不一致，因此電子設(shè)備往往需要對原始圖像或視頻進(jìn)行縮放處理，以滿足不同的顯示分辨率的需求。參見圖1，現(xiàn)有的圖像縮放裝置通常包括垂直縮放單元12以及水平縮放單元13，分別對圖像進(jìn)行垂直縮放處理以及水平縮放處理。由于圖像縮放裝置是從外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀取原始圖像數(shù)據(jù)，為了減少在縮放處理過程中重復(fù)讀取外部存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的次數(shù)，以降低對電子設(shè)備內(nèi)存的負(fù)擔(dān)，通常在圖像縮放裝置中設(shè)置線緩存器11，將圖像縮放處理過程中的中間數(shù)據(jù)或重復(fù)使用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在線緩存器11中。對圖像進(jìn)行放大處理時(shí)，往往需要對圖像進(jìn)行低通濾波，在這一過程中，由于低通濾波的影響，放大后的圖像必然會(huì)缺少高頻部分的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致放大后的圖像模糊，觀看圖像會(huì)產(chǎn)生模糊感。為了減少圖像的模糊程度，一般需要在對圖像進(jìn)行放大處理的圖像縮放電路后加入銳化處理電路，用于提取原始圖像中的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)，再把高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)疊加到放大后的圖像中，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)視覺銳度的目的。本文所指的“高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)”，是指圖像中物體邊緣、細(xì)節(jié)等在圖像的頻域中頻率較高的區(qū)域。參見圖2，現(xiàn)有的圖像銳化裝置通常包括二維濾波器22以及疊加單元23，其中，二維濾波器22是一個(gè)濾波系數(shù)可調(diào)節(jié)的有限脈沖響應(yīng)濾波器，用于將圖像中的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)過濾出來。疊加單元23用于將過濾出來的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)疊加到經(jīng)過放大處理的圖像中，從而消除圖像的模糊感。由于在圖像的銳化處理過程中，需重復(fù)讀取圖像縮放裝置輸出的數(shù)據(jù)，因此，通常在圖像銳化裝置中設(shè)置線緩存器21，將圖像縮放裝置輸出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在線緩存21中，由二維濾波器22以及疊加單元23讀取?，F(xiàn)有的部分電子設(shè)備將圖像縮放裝置以及圖像銳化裝置整合為一體，參見圖3，現(xiàn)有的圖像插值銳化裝置包括線緩存器31、垂直與水平縮放單元32、線緩存器33、二維濾波器34以及疊加單元35。圖像銳化裝置工作時(shí)，首先將外部存儲(chǔ)器輸出的原始圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的原始數(shù)據(jù)行存入線緩存器31中，然后通過垂直與水平縮放單元32對圖像進(jìn)行縮放處理，即對圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像數(shù)據(jù)，并將插值處理后的當(dāng)前輸出行的數(shù)據(jù)存入線緩存器33中。接著，二維濾波器34根據(jù)對原始圖像進(jìn)行插值處理時(shí)的插值倍數(shù)調(diào)整二維濾波器34的濾波系數(shù)，提取出插值圖像中的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)，最后將高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)疊加到插值圖像中，獲得經(jīng)過銳化處理的圖像，將經(jīng)過銳化處理的圖像輸出至外部存儲(chǔ)器。由于圖像插值處理后將發(fā)生頻率搬移，即原始圖像中的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)從原始圖像中的高頻處搬移到插值后的圖像的中高頻處，搬移程度隨著插值倍數(shù)的增大而增大。因此，二維濾波器34需根據(jù)圖像插值處理時(shí)的插值倍數(shù)來調(diào)節(jié)濾波參數(shù)，實(shí)現(xiàn)提取圖像的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)，達(dá)到銳化的目的。但是，為了使二維濾波器34實(shí)現(xiàn)較低截止頻率的帶通濾波，必須提高二維濾波器
34的階數(shù)。然而，隨著二維濾波器34的階數(shù)提高，線緩存器33所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的行數(shù)必須相應(yīng)地增加，以實(shí)現(xiàn)更大插值倍數(shù)時(shí)的銳化。這樣，將會(huì)增加圖像銳化裝置的生產(chǎn)成本，在單芯片系統(tǒng)中尤為突出。另一方面，在線緩存器33的行數(shù)一定的情況下，圖像銳化裝置對圖像進(jìn)行銳化處理的能力必然受到限制，降低了圖像銳化裝置的性能，導(dǎo)致圖像銳化處理效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種在不增加線緩存器行數(shù)的情況下實(shí)現(xiàn)任意插值倍數(shù)的圖像銳化方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種生產(chǎn)成本低且銳化效果好的圖像銳化裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述的主要目的，本發(fā)明提供的圖像銳化方法包括對原始圖像進(jìn)行二維濾波，獲取原始圖像中的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)，將高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在線緩存器中，根據(jù)對原始圖像的縮放倍數(shù)確定對原始圖像進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)，對原始圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像，對獲取的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，獲得插值高頻數(shù)據(jù)，將插值高頻數(shù)據(jù)疊加到插值圖像中。由上述方案可見，對圖像進(jìn)行銳化處理時(shí)，是對原始圖像進(jìn)行二維濾波處理，獲取的是原始圖像的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)，因此輸出至線緩存器中的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)并未經(jīng)過插值處理，也就不會(huì)因插值處理時(shí)圖像的頻率搬移作用影響，導(dǎo)致高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)的搬移到中高頻處。這樣，二維濾波器對原始圖像進(jìn)行濾波時(shí)，階數(shù)可以設(shè)置得較小，輸出到線緩存器的行數(shù)也較少，降低對線緩存器的要求。另外，由于圖像銳化方法是先提取原始圖像的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)，然后對原始圖像、高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)分別進(jìn)行插值處理，因此在不增加線緩存器的行數(shù)的情況下，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)較高的插值倍數(shù)的處理，由此可以實(shí)現(xiàn)對圖像進(jìn)行任意插值倍數(shù)的銳化。一個(gè)優(yōu)選的方案是，對高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理前，根據(jù)對原始圖像進(jìn)行插值處理時(shí)的插值倍數(shù)確定對高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)。由此可見，通過對高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)的確定，能夠確保對高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)與對原始圖像進(jìn)行插值處理時(shí)的插值倍數(shù)之間建立一定的關(guān)系，確保疊加后形成的銳化數(shù)據(jù)不會(huì)失真。進(jìn)一步的方案是，對高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)等于對原始圖像進(jìn)行插值處理時(shí)的插值倍數(shù)，或者是在以對原始圖像進(jìn)行插值處理時(shí)的插值倍數(shù)為基準(zhǔn)的閾值范圍內(nèi)。這樣，能夠確保插值高頻數(shù)據(jù)的放大倍數(shù)與原始圖像的放大倍數(shù)相等或基本相等，避免圖像銳化后出現(xiàn)失真的情況。為實(shí)現(xiàn)上述的另一目的，本發(fā)明提供的圖像銳化裝置包括圖像縮放單元，根據(jù)對原始圖像的縮放倍數(shù)確定對原始圖像進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)，對原始圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像，并設(shè)有二維濾波器，對原始圖像進(jìn)行二維濾波，獲取原始圖像中的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)，該裝置還設(shè)有線緩存器，用于存儲(chǔ)高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)，并設(shè)有高頻數(shù)據(jù)縮放單元，對高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，獲得插值高頻數(shù)據(jù)，還設(shè)有疊加單元，將插值高頻數(shù)據(jù)疊加到插值圖像中。由上述方案可見，二維濾波器是對原始圖像進(jìn)行二維濾波，獲取原始圖像中的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)，這樣，輸出到線緩存器中的數(shù)據(jù)的行數(shù)較少，因此不需要將線緩存器的行數(shù)設(shè)置得很高，降低圖像銳化裝置的生產(chǎn)成本。并且，由于圖像縮放單元與高頻數(shù)據(jù)縮放單元分別對原始圖像以及高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行縮放處理，也就是分別進(jìn)行插值處理，對高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理時(shí)，插值倍數(shù)不受線緩存器的行數(shù)的影響，因此可以實(shí)現(xiàn)對圖像任意插值倍數(shù)的銳化處理，對圖像的銳化處理效果更為理想。


圖1是現(xiàn)有圖像縮放裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是現(xiàn)有圖像銳化裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖3是現(xiàn)有圖像插值銳化裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖4是本發(fā)明圖像銳化裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。圖5是本發(fā)明圖像銳化方法實(shí)施例的流程圖。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的圖像銳化裝置應(yīng)用在諸如電腦、手機(jī)、電子閱讀器等需要對圖像、視頻進(jìn)行放大、縮小處理的電子設(shè)備中，圖像銳化方法是應(yīng)用上述的圖像銳化裝置對圖像進(jìn)行銳化處理的方法。參見圖4，本發(fā)明的圖像銳化裝置具有線緩存器41、圖像縮放單元45、疊加單元48、二維濾波器50、線緩存器51以及高頻數(shù)據(jù)縮放單元55，其中線緩存器41具有控制邏輯單元42以及存儲(chǔ)單元43,圖像縮放單元45具有垂直縮放單元46以及水平縮放單元47,線緩存器51具有控制邏輯單元52以及存儲(chǔ)單元53，高頻數(shù)據(jù)縮放單元55具有垂直縮放單元56、水平縮放單元57以及插值倍數(shù)計(jì)算單元58。線緩存器41用于接收外部存儲(chǔ)器發(fā)送的原始圖像的數(shù)據(jù)，其所接收的是原始圖像的數(shù)據(jù)行。存儲(chǔ)單元43的存儲(chǔ)容量通常是固定的，即具有最大存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)行數(shù)，且每行具有最大存儲(chǔ)列數(shù)?？刂七壿媶卧?2用于將原始圖像的數(shù)據(jù)行讀入到存儲(chǔ)單元43中，且同時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元43的數(shù)據(jù)的行數(shù)總和不能超過存儲(chǔ)單元43所能夠存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)行數(shù)的最大值，也不能超過存儲(chǔ)單元43的列數(shù)最大值?？刂七壿媶卧?2將原始圖像的數(shù)據(jù)行讀入到存儲(chǔ)單元43后，圖像縮放單元45以及二維濾波器50將讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元43中的數(shù)據(jù)。控制邏輯單元42將控制原始圖像數(shù)據(jù)的讀入速度及順序，以滿足圖像縮放單元45以及二維濾波器50讀取數(shù)據(jù)的要求。為了加快圖像處理速度，存儲(chǔ)單元43選用靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，其數(shù)據(jù)讀寫速度較快，有利于控制邏輯單元42快速地將原始圖像數(shù)據(jù)行讀入到存儲(chǔ)單元43中，也有利于圖像縮放單元45以及二維濾波器50快速地讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元43中的數(shù)據(jù)。圖像縮放單元45用于對原始圖像進(jìn)行縮放處理，其中垂直縮放單元46用于對圖像進(jìn)行垂直縮放處理，水平縮放單元47用于對圖像進(jìn)行水平縮放處理。對圖像放大處理的過程實(shí)際上是對圖像的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理的過程，也就是在原始圖像的數(shù)據(jù)中插入數(shù)據(jù)，以滿足圖像放大時(shí)像素增多的要求。對原始圖像進(jìn)行插值處理前，需要確定插值倍數(shù)，通常插值倍數(shù)就是圖像的放大倍數(shù)，圖像的放大倍數(shù)由外部輸入的信號確定，圖像縮放單元46根據(jù)外部輸入的圖像放大倍數(shù)的信號確定插值倍數(shù)，并根據(jù)插值倍數(shù)對原始圖像的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，獲得插值處理后的插值圖像，插值圖像的數(shù)據(jù)輸出至疊加單元48中。二維濾波器50用于將原始圖像的數(shù)據(jù)中的高頻部分過濾出來，形成高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)。本實(shí)施例中，二維濾波器50為一個(gè)有限脈沖響應(yīng)濾波器，其濾波參數(shù)設(shè)置為:
權(quán)利要求
1.圖像銳化方法，其特征在于:包括 對原始圖像進(jìn)行二維濾波，獲取所述原始圖像中的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)，將所述高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在線緩存器中； 根據(jù)對所述原始圖像的縮放倍數(shù)確定對所述原始圖像進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)，對所述原始圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像； 對獲取的所述高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，獲得插值高頻數(shù)據(jù)； 將所述插值高頻數(shù)據(jù)疊加到所述插值圖像中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像銳化方法，其特征在于: 對所述高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理前，根據(jù)對所述原始圖像進(jìn)行插值處理時(shí)的插值倍數(shù)確定對所述高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像銳化方法，其特征在于: 對所述高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)等于對所述原始圖像進(jìn)行插值處理時(shí)的插值倍數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像銳化方法，其特征在于: 對所述高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)在以對所述原始圖像進(jìn)行插值處理時(shí)的插值倍數(shù)為基準(zhǔn)的閾值范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的圖像銳化方法，其特征在于: 對所述高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理包括對所述高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行垂直縮放處理和/或水平縮放處理。
6.圖像銳化裝置，包括 圖像縮放單元，根據(jù)對原始圖像的縮放倍數(shù)確定對所述原始圖像進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)，對所述原始圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像； 其特征在于: 二維濾波器，對所述原始圖像進(jìn)行二維濾波，獲取所述原始圖像中的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)； 線緩存器，用于存儲(chǔ)所述高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)； 高頻數(shù)據(jù)縮放單元，對所述高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，獲得插值高頻數(shù)據(jù)； 疊加單元，將所述插值高頻數(shù)據(jù)疊加到所述插值圖像中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像銳化裝置，其特征在于: 所述高頻數(shù)據(jù)縮放單元還設(shè)有插值倍數(shù)計(jì)算單元，根據(jù)對所述原始圖像進(jìn)行插值處理時(shí)的插值倍數(shù)確定對所述高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的圖像銳化裝置，其特征在于: 所述線緩存器具有存儲(chǔ)單元以及控制數(shù)據(jù)讀入到所述存儲(chǔ)單元的控制邏輯單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像銳化裝置，其特征在于: 所述存儲(chǔ)單元為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的圖像銳化裝置，其特征在于: 所述二維濾波器為有限脈沖響應(yīng)濾波器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像銳化方法及裝置，該方法包括對原始圖像進(jìn)行二維濾波，獲取原始圖像中的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)，將高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在線緩存器中，根據(jù)對原始圖像的縮放倍數(shù)確定對原始圖像進(jìn)行插值處理的插值倍數(shù)，對原始圖像進(jìn)行插值處理，獲得插值圖像，對獲取的高頻部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，獲得插值高頻數(shù)據(jù)，將插值高頻數(shù)據(jù)疊加到插值圖像中。圖像銳化裝置是應(yīng)用上述方法對圖像進(jìn)行銳化處理的裝置。本發(fā)明能降低圖像銳化裝置的生產(chǎn)成本，且在不增加圖像銳化裝置的生產(chǎn)成本的情況下，實(shí)現(xiàn)任意插值倍數(shù)的圖像銳化處理，提升圖像銳化裝置的性能。
文檔編號H04N5/208GK103179324SQ201310101898
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者鄭偉堅(jiān) 申請人:珠海全志科技股份有限公司