[发明专利]图像锐化方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字视频处理领域，尤其涉及一种图像锐化方法和使用该锐化方法的锐化装置。

背景技术

随着计算机的广泛使用以及数字电视的出现，人们对视频图像的清晰度要求越来越高，当标准清晰度视频被放大到高清晰度视频播放时，视频图像边缘的细节将出现丢失，使得图像整体出现模糊现象。图像的清晰度、锐度也会因为编码和如降噪、去振铃效应、去块等各种处理而丢失。这时通常进行边缘和细节的增强来恢复丢失的高频信息或增加高频信息来提高图像分辨率和感知清晰度，这种后处理技术称为锐化处理。

现有的锐化处理实现方案通常需要依次进行亮度瞬态提升处理(LTI, Luminance Transient Improvement)和峰化处理(Peaking)。LTI对亮度信号的上过渡带进行检测，当出现亮度信号过渡时，使信号的过渡带变窄，边缘变陡，从而提高图像的清晰度。Peaking通过增强图像的中高频段的信息，从而提高图像的清晰度。

然而，LTI处理中的滤波器增益是固定的，不能根据图像的实际内容进行调节，以及Peaking处理中将会使用多个子滤波器，其中的子滤波器增益也是固定的，不能自适应调节。由于处理方式单一，而图像不同区域需要不同的处理方式，使用固定滤波器使得锐化的处理结果不自然。另外LTI和Peaking中的滤波器频带范围有重叠，对于重叠范围内的图像数据会进行多次锐化处理可能会产生边缘增益叠加效应，从而降低图像视觉效果。

发明内容

本发明的第一目的提供一种可以根据图像内容自适应调节进行图像锐化处理的锐化方法。

本发明的第二目的提供一种可以根据图像内容自适应调节进行图像锐化处理的锐化装置。

为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种锐化方法,包括依次进行的变换步骤、滤波步骤和核化去噪步骤，其中，变换步骤包括：根据待处理像素点、待处理像素点的左边第一个像素点、待处理像素点的右边第一个像素点、待处理像素点的左边第二个像素点和待处理像素点的右边第二个像素点构成邻域数据的步骤；根据邻域数据进行频域变换处理后并计算得出系数向量的步骤，滤波步骤包括：根据系数向量计算子滤波加权系数的步骤；根据邻域数据、子滤波加权系数和子滤波脉冲响应函数处理得出滤波后数据的步骤；根据邻域数据、子滤波加权系数和权值调节参数计算得出锐化加权值的步骤，核化去噪步骤包括：根据阀值参数对滤波后数据进行去噪处理并处理得出去噪后数据的步骤；根据待处理像素点、锐化加权值对去噪后数据进行锐化处理并处理的锐化后数据的步骤。

由上述方案可见，依次进行变换步骤、滤波步骤、锐化步骤、信号合成等处理后，由于通过滤波步骤可产生一组子滤波加权系数用来控制多带滤波器的子带增益，由于滤波步骤的增益由加权系数产生，所以在锐化步骤中，将滤波输出结果与原始输入图像数据进行加权变换，从而达到锐化后视觉效果更加自然，继而实现根据图像内容自适应调节地进行图像锐化处理。

更进一步的方案是，根据邻域数据进行频域变换处理后并计算得出系数向量的步骤为根据五阶变换矩阵对邻域数据进行频域变换处理并计算得出系数向量的步骤。

由上可见，通过五阶变换矩阵可对邻域数据根据五阶变换矩阵中的不同行系数分别进行高频、中频、低频的滤波，从而提高数据变换效果，同时亦可减少运算量。

更进一步的方案是，子滤波加权系数的数量为至少三个；根据系数向量计算子滤波加权系数的步骤为根据系数向量和系数向量的多个分量分别计算得出多个子滤波加权系数。

更进一步的方案是，子滤波脉冲响应函数的数量为至少三个，根据邻域数据、子滤波加权系数和子滤波脉冲响应函数处理得出滤波后数据的步骤包括：将邻域数据点乘于一个子滤波脉冲响应函数并计算得出点乘数据；将点乘数据乘以子滤波脉冲响应函数对应的子滤波加权系数并计算得出子滤波后数据；将多个子滤波脉冲响应函数对应计算得出的多个子滤波后数据进行求和并计算得出滤波后数据。

由上可见，利用对邻域数据进行处理并计算得出多个加权系数，通过多个动态的加权系数对多个子滤波器进行调节，继而实现图像内容自适应调节地进行图像滤波处理，更进一步地提高图像输出品质。

更进一步的方案是，根据邻域数据、子滤波加权系数和权值调节参数计算得出锐化加权值的步骤包括：将邻域数据点乘于子滤波加权系数的结果进行求和并计算得出锐化初始数据；将权值调节参数除于权值调节参数与锐化初始数据的绝对值之和值并计算得出锐化加权值。