图像锐化处理设备、方法以及软件技术

提供了一种能通过仅改变辉度而不改变色调来执行图像锐化处理的图像锐化处理设备。该图像锐化处理设备包括：平滑装置，用于使输入图像的辉度平滑，从而获得经平滑的图像；减法装置，用于从输入图像的辉度减掉经平滑的图像，从而获得差别图像；辉度关联增益计算装置，用于根据输入图像计算辉度关联增益；第一乘法装置，用于将差别图像乘以辉度关联增益，从而获得乘法结果；加法装置，用于将乘法结果加至输入图像的辉度，从而获得输出图像的辉度；色差增益计算装置，用于根据输入图像的色差和辉度关联增益来计算色差增益；以及第二乘法装置，用于将输入图像的色差与色差增益相乘，从而获得输出图像的色差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及图像显示、打印、再现、摄影或记录设备的图像处理。例如，本专利技术涉及 图像锐化处理设备、方法以及软件。
技术介绍
作为用于改善模糊图像的简单线性算子，存在一种反锐化掩蔽(UM)技术(参考美 国新泽西州英格伍德克里夫市的Prentice Hall公司出版的Α. K. Jain(1989)所著的“数字 图像处理基础(Fundamentals of Digital ImageProcessing) ”(非专利文献 1))。该反锐 化掩蔽技术利用人类视觉系统的称为马赫带效应的一种特性。该特性产生一种可视现象， 即所感知的彼此毗邻区域的辉度取决于过渡部分的锐度。利用该特性，通过在图像区域之 间引入大量显而易见的改变能改善图像的锐度。反锐化掩蔽技术的基本思想是从输入信号 减掉通过低通滤波器对该输入信号滤波而获得的信号。图6是示出用于实现上述反锐化掩蔽技术的常规反锐化掩蔽设备的配置示例的 框图。反锐化掩蔽设备11包括平滑装置12，用于使输入图像的辉度平滑，然后将经平滑的 图像提供给减法装置13 ；减法装置13，用于通过从输入图像的辉度减去经平滑的图像来计 算差别图像，然后将差别图像提供给乘法装置14 ；乘法装置14，用于将差别图像乘以常数， 然后将乘法结果提供给加法装置15 ；以及加法装置15，用于将该乘法结果加至输入图像的 辉度，然后输出输出图像的辉度。存在使用反锐化掩蔽技术的各种类型的边缘增强处理。边缘增强处理的示例 包括通过使用拉普拉斯算子(参照TSUCHIYA、Yutaka和FUKADA、Youj i的“图像处理 (Image Processing)，，，图像信息和电视工程师协会参考书系列，Corona出版有限公司， ISBN4-339-01070-7 (非专利文献2))和勾边(在日本专利申请公开No. Sho 52-266116的 附图说明图1和2中公开(专利文献1))的锐化。专利文献1 日本专利申请公开No. Sho 52-266116非专利文献1 美国新泽西州英格伍德克里夫市的Prentice Hall公司出 版的 A. K. Jain (1989)所著的“数字图像处理基础(Fundamentals of DigitalImage Processing)，，非专利文献2 :TSUCHIYA、Yutaka 和 FUKADA、Youji 的“图像处理(Image Processing) ”，图像信息和电视工程师协会参考书系列，Corona出版有限公司， ISBN4-339-01070-
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，上述常规示例存在问题。具体而言，即使在需要通过仅改变辉度来执行图像 处理时，饱和也超过诸如显示器或打印机之类的再现设备所能再现的范围。因此，在该情况 下，调节该饱和以使其在可再现的范围内，从而也导致色调的变化。此外，存在反锐化掩蔽技术共有的另一问题。具体而言，该问题是明带和暗带在高 对比度边缘周围产生(条带化)。反锐化(圆滑)(低频)分量使锐利边缘信号圆滑，从而 产生平滑的边缘。因此，原始图像与反锐化图像之间的差信号(高频分量)包含锐利边缘 周围的过冲和下冲。当将该差信号再次添加到其动态范围已被压缩的低频分量中时，在锐 利边缘周围存在的未经压缩或放大的过冲和下冲信号在该边缘附近产生亮带和暗带。此类 伪像被称为条带化伪像，因为这些伪像在高对比度边缘附近更清楚地观察到。该边缘条带 化伪像在消费品中产生的图像中是极其不希望有的伪像。为了使这些伪像在视觉上不可感 知，必须使这些伪像分布于足够宽的区域中，这需要大的滤波器。因此，产生了由于平滑装 置中线路存储器数量的增加而引起的成本升高的问题。考虑到上述常规问题，作出了本专利技术。因此，本专利技术提供用于解决上述问题的图像 锐化处理设备。本专利技术还提供图像锐化处理方法和软件。解决这些问题的手段本专利技术的图像锐化处理设备表征为包括平滑装置，用于使输入图像的辉度平滑， 从而获得经平滑的图像；减法装置，用于从输入图像的辉度减去经平滑的图像，从而获得差 别图像；与辉度关联的增益计算装置，用于根据输入图像计算辉度关联增益；第一乘法装 置，用于将差别图像乘以辉度关联增益，从而获得乘法结果；加法装置，用于将乘法结果加 至输入图像的辉度，从而获得输出图像的辉度；色差增益计算装置，用于根据输入图像的色 差和辉度关联增益来计算色差增益；以及第二乘法装置，用于将输入图像的色差与色差增 益相乘，从而获得输出图像的色差。以此方式，本专利技术的图像锐化处理设备可通过仅改变辉 度而不改变色调来实现锐化处理。优选辉度关联增益计算装置以这样的方式计算辉度关联增益获得其中U增益小 于L增益的输出图像辉度。该平滑装置可将IIR滤波器用于先前的行，从而将信号线路存储器用于前一行， 且可被设置成满足“(cur N + pre M^_7] Newpre=^J^Jj，其中cur表示当前行；pre表示前一行；Newpre表示新的前一行；N表示当前行的 比例；以及M表示前一行的比例。以此方式，可减少线路存储器的数量。辉度关联增益计算装置可为输入图像的所有辉度值计算增益。辉度关联增益计算装置可将输入图像的辉度值划分成多个范围，可在各个范围内 设置设定值，且可通过在它们之间执行插值来计算增益。色差增益计算装置可按照这样的方式来计算色差增益在由辉度和色差表示的色 空间中，其中Cb和Cr表示输入图像的色差；Y表示输入图像的辉度；Cb反锐化和Cr反锐化表示 输出图像的色差；表示输出图像的辉度；(χ，y)表示在通过(Cb，Cr)和原点的直线上 饱和度最高且色调与输入图像相同的点；(CbO，CrO)和(Cbl，Crl)分别表示形成输入图像 的第一和第二主色的最高饱和度；YO和Yl表示辉度；以及θ表示由Cb轴与通过原点和 (Cb, Cr)的直线形成的角度，6以下方程成立 Ol-CrO 点(x，y)划分直线段(CbO，CrO)-(Cbl，Crl)的比例通过以下方程表示 比例=. 点U，y)处的辉度Yr通过下式表示 Yr = YO+(Yl-YO) X 比例， 然后 其中Y> Yr，或者-其中Y < Yr ； 当Ydiff表示输入图像到输出图像的辉度变化时，Ymm= Y+Ydiff，然后 Cr反锐化表示输出图像的色差；Ydiff表示从输入图像到输出图像的辉度改变；以及Cb增益和Cr 增益表示常数。专利技术效果本专利技术的图像锐化处理设备可通过仅改变辉度而不改变色调来执行锐化处理。附图简述图1是示出本专利技术的图像锐化处理设备的配置的示例的框图。图2是示出图1的图像锐化处理设备1中的处理图像的波形的示图。图3是描述线路存储器减少方法的示图。图4是描述图1的辉度关联增益计算装置3中的辉度关联增益的设定值示例的图表。图5是描述图1的色差增益计算装置4中的色差增益计算的图表。图6是示出常规反锐化掩蔽设备的配置示例的框图。附图标记描述1图像锐化处理设备2，12平滑装置3辉度关联增益计算装置4色差增益计算装置8r反锐化=β · (Y反锐化-Yr) +xr，其中Y反锐化> Yr，或者 Yrxrr反锐化=夕·r反锐化反锐化其中Y反锐化< Yr ；且 a Cr sin 夕:COS0 =4cb2 +Cr7CbVcP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像锐化处理设备，其特征在于，包括：平滑装置，用于使输入图像的辉度平滑，从而获得经平滑图像；减法装置，用于从所述输入图像的所述辉度减去所述经平滑图像，从而获得差别图像；辉度关联增益计算装置，用于根据所述输入图像计算辉度关联增益；第一乘法装置，用于将所述差别图像与所述辉度关联增益相乘，从而获得乘法结果；加法装置，用于将所述乘法结果与所述输入图像的所述辉度相加，从而获得输出图像的辉度；色差增益计算装置，用于根据所述输入图像的色差和所述辉度关联增益来计算色差增益；以及第二乘法装置，用于将所述输入图像的所述色差与所述色差增益相乘，从而获得所述输出图像的色差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎秀敏，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]