本发明公开了一种去涟波装置及方法，可依据影像的复杂度决定适当的去涟波强度，以提升画面的整体显示效果。去涟波装置包含缓冲器、查询表及去涟波强度决定单元。缓冲器用以暂存输入像素序列，查询表用以储存复数个强度系数；去涟波强度决定单元耦接至缓冲器与查询表，用以分别侦测输入像素序列中关联于目标像素的第一像素组与第二像素组的像素值复杂度，并依据第一像素组与第二像素组的像素值复杂度查询查询表，以输出目标像素所对应的去涟波强度系数。
一去涟波强度决定单元，耦接至该缓冲器与该查询表，用以分别侦测该输入像素序列中关联于一目标像素的一第一像素组与一第二像素组的像素值复杂度，并依据该第一像素组与该第二像素组的像素值复杂度查询该查询表，以输出一去涟波强度系数；以及一混合单元，耦接至该锐利度增强电路及该去涟波强度决定单元，用以依据该去涟波强度系数，对该输入像素序列及该增强像素序列执行一混合运算，以产生一输出视讯讯号。
2.如权利要求1所述的去涟波装置，其特征在于，更包含：
一锐利度增强电路，用以增强该输入像素序列的锐利度，以输出一增强像素序列。
3.如权利要求1所述的去涟波装置，其特征在于，该第一像素组与该第二像素组的像素值复杂度分别对应该像素序列在该目标像素之前与之后的像素值复杂度。
4.如权利要求1所述的去涟波装置，其特征在于，该第一像素组与该第二像素组的重迭像素数为可组态的。
5.如权利要求4所述的去涟波装置，其特征在于，当该第一像素组与该第二像素组的重迭像素数为零时，该第一像素组包含该目标像素之前的M个像素，该第二像素组包含该目标像素之后的N个像素，M、N为正整数。
6.如权利要求4所述的去涟波装置，其特征在于，当该第一像素组与该第二像素组的重迭像素数为(2n-1)时，该第一像素组包含该目标像素、该目标像素之前的M个像素及该目标像素之后的(n-1)个像素，该第二像素组包含该目标像素、该目标像素之后的N个像素及该目标像素之前的(n-1)个像素，n、M、N为正整数。
7.如权利要求5或6所述的去涟波装置，其特征在于，更包含一另一缓存器，用以储存M、N的值。
8.如权利要求5或6所述的去涟波装置，其特征在于，M、N依据该输入像素序列的一画面分辨率而决定。
9.如权利要求1所述的去涟波装置，其特征在于，该第一像素组的像素值复杂度依据该第一像素组中的最大像素值与最小像素值之差而决定，且该第二像素组的像素值复杂度依据该第二像素组中的最大像素值与最小像素值之差而决定。
10.如权利要求1所述的去涟波装置，其特征在于，该去涟波强度决定单元依据该第一像素组的像素值复杂度与一第一临界值的比较结果以及该第二像素组的像素值复杂度与一第二临界值的比较结果，决定该去涟波强度系数。
分别侦测该输入像素序列中关联于一目标像素的一第一像素组与一第二像素组的像素值复杂度；
依据该第一像素组与该第二像素组的像素值复杂度，以决定该目标像素所对应的一去涟波强度系数；以及依据该去涟波强度系数，对该输入像素序列及该增强像素序列执行一混合运算，以产生一输出视讯讯号。
12.如权利要求11所述的去涟波方法，其特征在于，更包含：
增强该输入像素序列的锐利度，以输出一增强像素序列。
13.如权利要求11所述的去涟波方法，其特征在于，该决定去涟波强度系数的步骤藉由查询一查询表以决定该去涟波强度系数。
14.如权利要求11所述的所述的去涟波方法，其特征在于，该第一像素组与该第二像素组的像素值复杂度分别对应该输入像素序列在该目标像素之前与之后的像素值复杂度。
15.如权利要求11所述的去涟波方法，其特征在于，更包含决定该第一像素组与该第二像素组的一重迭像素数的步骤。
16.如权利要求15所述的去涟波方法，其特征在于，当该第一像素组与该第二像素组的重迭像素数为零时，该第一像素组包含该目标像素之前的M个像素，该第二像素组包含该目标像素之后的N个像素，M、N为正整数。
17.如权利要求15所述的去涟波方法，其特征在于，当该第一像素组与该第二像素组的重迭像素数为(2n-1)时，该第一像素组包含该目标像素、该目标像素之前的M个像素及该目标像素之后的(n-1)个像素，该第二像素组包含该目标像素、该目标像素之后的N个像素及该目标像素之前的(n-1)个像素，n、M、N为正整数。
18.如权利要求16或17所述的去涟波方法，其特征在于，M、N依据该输入像素序列的一画面分辨率而决定。
19.如权利要求11所述的去涟波方法，其特征在于，该第一像素组的像素值复杂度依据该第一像素组中的最大像素值与最小像素值之差而决定，且该第二像素组的像素值复杂度依据该第二像素组中的最大像素值与最小像素值之差而决定。
20.如权利要求11所述的去涟波方法，其特征在于，该决定去涟波强度系数的步骤依据该第一像素组的像素值复杂度与一第一临界值的比较结果以及该第二像素组的像素值复杂度与一第二临界值的比较结果，决定该去涟波强度系数。
去涟波装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及影像处理，尤指一种去涟波(de-ringing)装置及方法。
背景技术
[0002] 如图1A显示，在习用显示装置中，为了使画面影像看起来更清晰锐利，常藉由锐利度增强电路11来处理显示装置所接收的输入视讯讯号，以输出增强锐利度的输出视讯讯号。然而，由于锐利度增强电路11多使用滤波器来放大邻近像素间的差异值，以达到增强锐利度的效果，容易造成影像的涟波效应(ringingeffect)。图1B系显示输入视讯讯号中的复数个像素值所形成的波形图。图1C则显示经过锐利度增强电路11处理后，所产生的输出视讯讯号的波形图，其中可发现波形在从平坦转上升处以及从上升转平坦处时，分别产生了波谷12及波峰13，此即为涟波。涟波会造成画面中出现突兀的细边，其与邻近的影像相较，可能过亮(如波峰13)或过暗(如波谷12)，会使画面显示效果大打折扣。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种去涟波装置及方法，可以提升画面的整体显示效果。
[0004] 为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：
[0005] 本发明提供了一种去涟波装置，包含：用以暂存输入像素序列的缓冲器；用以储存复数个强度系数的查询表；以及去涟波强度决定单元，耦接至缓冲器与查询表，用以分别侦测输入像素序列中关联于目标像素的第一像素组与第二像素组的像素值复杂度，并依据第一像素组与第二像素组的像素值复杂度查询查询表，以决定目标像素所对应的去涟波强度系数。
[0006] 本发明另提供了一种去涟波方法，包含：提供储存复数个强度系数的查询表；接收输入像素序列；分别侦测输入像素序列中关联于目标像素的第一像素组与第二像素组的像素值复杂度；以及依据第一像素组与第二像素组的像素值复杂度查询查询表，以决定目标像素所对应的去涟波强度系数。
[0007] 本发明采用的去涟波装置及方法可依据影像的复杂度决定适当的去涟波强度，以提升画面的整体显示效果。
附图说明
[0008] 图1A为习用显示装置执行增强影像锐利度的示意图。
[0009] 图1B与图1C为分别显示习用显示装置的输入视讯讯号在增强锐利度之前与之后的波形图。
[0010] 图2为本发明的一实施例的去涟波装置方块图。
[0011] 图3为显示复杂度与影像区域的关系图。
[0012] 图4A、图4B及图4C为分别显示第一像素组与第二像素组具有不同重迭像素数的情形。
[0013] 图5为本发明的另一实施例的去涟波装置方块图。
[0014] 图6为本发明的一较佳实施例的去涟波方法流程图。
[0015] 【主要组件符号说明】
[0016] 11、21：锐利度增强电路 12：波谷
[0017] 13：波峰 20、50：去涟波装置
[0018] 22：去涟波强度控制器 221：缓冲器
[0019] 222：查询表
[0020] 223：去涟波强度决定单元 23：混合单元
[0021] 231、232：乘法器 233：加法器
[0022] 60～63：去涟波方法的一较佳实施例的流程
具体实施方式
[0023] 图2系根据本发明较佳实施例的去涟波装置20的方块图，包含一锐利度增强电路21、一去涟波强度控制器22及一混合单元23。锐利度增强电路21接收一输入视讯讯号，可表示为一具有复数个像素的输入像素序列，输入像素序列可包含出现于画面中的水平线、垂直线或斜线。锐利度增强电路21利用如滤波器的电路，将输入像素序列中各像素与其邻近像素间的差异值放大，以增强锐利度，并输出一增强视讯讯号，亦即，该增强视讯讯号包含增强锐利度之后的输入像素序列，称为增强像素序列。
[0024] 去涟波强度控制器22包含一缓冲器221、一查询表222及一去涟波强度决定单元223。缓冲器221接收输入视讯讯号，并将输入像素序列的一部份暂存起来，例如暂存一显示窗(display window)。查询表222储存复数个强度系数。去涟波强度决定单元223界定出关联于输入像素序列的一目标像素的两个输入像素子集合，分别称为第一像素组与第二像素组，并分别侦测其像素值复杂度C1与C2，再据以决定出目标像素所对应的去涟波强度系数。去涟波强度决定单元223对于输入像素序列的每个像素，例如依序充当目标像素，可决定出对应的去连波强度系数，以供混合单元23执行混合运算之用(后详)。举例而言，第一像素组可包含目标像素之前的M个像素，第二像素组可包含目标像素之后的N个像素，M、N为正整数，所以C1与C2可分别代表输入像素序列在输入目标像素之前与之后的像素值复杂度。较佳地，M、N的值可储存于去涟波强度控制器22内的缓存器(未示出)中，而M、N的大小可依据输入像素序列所在的画面的分辨率而自动调整，举例而言，当画面分辨率较高时，由于像素间的变异程度提高，因此M、N取较小的值便足以反映输入像素序列在目标像素之前与之后的像素值复杂度；反之，当画面分辨率较低时，M、N则需取较大的值。
[0025] 举例而言，第一像素组的像素值复杂度C1依据第一像素组中的最大像素值与最小像素值之差而决定，而第二像素组的像素值复杂度C2依据第二像素组中的最大像素值与最小像素值之差而决定。或者，像素值复杂度C1系依据第一像素组的像素值的标准差(standard deviation)而决定，而像素值复杂度C2系依据第二像素组的像素值的标准差而决定。或者，利用相邻像素值之差的绝对值的总和大小来决定像素值复杂度C1与C2。本发明所属技术领域中具有通常知识者，根据以上揭示，当能对于第一像素组与第二像素组的像素值复杂度的侦测方式，做出诸多可能变化，仍不跳脱本发明的范围。
[0026] 混合单元23耦接至锐利度增强电路21及去涟波强度控制器22，可依据去涟波强度控制器22所产生的去涟波强度系数(称为α)，对输入视讯讯号及锐利度增强电路21所产生的增强视讯讯号执行一α混合(alpha blending)运算，以产生输出视讯讯号。因此，混合单元23可依据去连波强度系数，对输入像素序列的目标像素及增强像素序列的增强目标像素执行α混合运算，以产生输出视讯讯号，去除涟波效应。举例而言，混合单元23包含乘法器231、232及加法器233。乘法器231将锐利度增强电路21所产生的增强视讯讯号乘上去涟波强度决定单元22所产生的去涟波强度系数α，而乘法器232则将目标像素乘上一与去涟波强度系数的差值(即1-α)，加法器233再将乘法器231、232的输出相加，完成α混合运算。因此，当去涟波强度系数越大时，增强视讯讯号在α混合运算中所占的比例就越大，亦即输入视讯讯号的比例越小，代表越倾向于增强锐利度，因此去涟波的强度就越弱；反之，当去涟波强度系数越小时，增强视讯讯号在α混合运算中所占的比例就越小，亦即输入视讯讯号的比例越大，代表越倾向于维持输入视讯讯号的原状，因此去涟波的强度就越强。应注意到，混合单元23所执行的混合运算并不限于α混合运算，只要其所执行的混合运算能使最后产生的输出视讯讯号中，输入视讯讯号与增强视讯讯号各自所占的比例可随着去涟波强度系数的变动而改变，即应仍属于本发明的范围。
[0027] 于此实施例中，去涟波强度决定单元223依据第一像素组的像素值复杂度C1与第一临界值T1的比较结果以及第二像素组的像素值复杂度C2与第二临界值T2的比较结果，来决定去涟波强度系数。请参阅图3，其系显示目标像素所在的影像区域类型，如平坦区、复杂区或边缘区等，是随着C1与T1的比较结果以及C2与T2的比较结果而定。具体来说，当C1大于T1且C2小于T2时，代表目标像素之前的像素值复杂度偏高，而在目标像素之后的像素值复杂度偏低，亦即，在目标像素之前的像素处于复杂区，在目标像素之后的像素处于平坦区，这代表目标像素本身处于影像边缘；同理，当C1小于T1且C2大于T2时，代表输入像素序列在目标像素之前的像素值复杂度偏低，而在目标像素之后的像素值复杂度偏高，亦即，在目标像素之前的像素处于平坦区，在目标像素之后的像素处于复杂区，亦代表目标像素本身处于影像边缘。对于目标像素处于影像边缘的情况，去涟波强度决定单元223产生对应于高去涟波强度的去涟波强度系数，以使混合单元23在执行α混合运算时，更可维持输入视讯讯号的原状，以去除涟波，避免在画面中看到突兀的细边。
[0028] 另一方面，当C1小于T1且C2小于T2时，代表输入像素序列在目标像素之前与之后的像素值复杂度皆偏低，亦即，在目标像素之前与之后的像素皆处于平坦区，这代表目标像素本身亦处于平坦区，而由于此时输入像素序列皆处于平坦区，所以锐利度增强电路21所造成的涟波效应并不显著，而无须执行去涟波。因此去涟波强度决定单元223产生对应于低去涟波强度的去涟波强度系数，以使混合单元23在执行α混合运算时，提高增强视讯讯号所占的比例。另外，当C1大于T1且C2大于T2时，代表输入像素序列在目标像素之前与之后的像素值复杂度皆偏高，亦即，在目标像素之前与之后的像素皆处于复杂区，这代表目标像素本身系处于复杂区，而由于此时输入像素序列皆处于复杂区，所以锐利度增强电路21所造成的涟波效应可更强化影像的锐利度且不致造成突兀细边的不理想效果，因此去涟波强度决定单元223产生对应于低去涟波强度的去涟波强度系数，以使混合单元23在执行α混合运算时，提高增强视讯讯号所占的比例。
[0029] 在图3中，第一临界值T1与第二临界值T2的大小可随着实际状况而调整。于此实施例中，查询表222可依据图3来建构，查询表222亦可设置于去涟波强度控制器22的外部。去涟波强度决定单元223可依据第一像素组与第二像素组的像素值复杂度C1与C2检索查询表222，以取得对应的去涟波强度系数。举例而言，查询表222可为二维的表格，水平与垂直方向分别代表C1与C2的大小，因此藉由一组C1与C2的值，可从查询表222中检索出一个对应的去涟波强度系数。另一方面，当此二维的查询表222的水平与垂直方向的分辨率较低时，去涟波强度决定单元223可利用内插运算(interpolation)，以取得更精确的去涟波强度系数，并减少查询表222所需的硬件空间需求。
[0030] 更进一步地，第一像素组与第二像素组所代表的像素可以部份重迭，较佳地，第一像素组与第二像素组的重迭像素数可储存于去涟波强度控制器22内的缓存器(图未显示)中，而去涟波强度决定单元223可藉由调整第一像素组与第二像素组的重迭像素数，调整混合单元23输出的输出视讯讯号中所包含的涟波的宽度。举例而言，当第一像素组与第二像素组重迭的像素数越多，输出视讯讯号的涟波的宽度越大；重迭的像素数越少，涟波宽度越小。图4A、图4B、图4C系分别显示第一像素组与第二像素组具有不同重迭像素数的情形，其中，第一像素组序列包含像素P[-5]～P[5]，而目标像素为P[0]。图4A中，第一像素组为P[-5]～P[-1]，第二像素组为P[1]～P[5]，因此两者重迭的像素数为零；图4B中，第一像素组为P[-5]～P[0]，第二像素组为P[0]～P[5]，因此两者重迭的像素数为一，所重迭的像素为目标像素P[0]；图4C中，第一像素组为P[-5]～P[1]，第二像素组为P[-1]～P[5]，因此两者重迭的像素数为三，所重迭的像素为P[-1]、P[0]、P[1]。依此类推，当第一像素组与第二像素组重迭的像素数为(2n-1)时，所重迭的像素为P[-n]…P[-1]、P[0]、P[1]…P[n]。当第一像素组与第二像素组重迭的像素数越多时，代表第一像素组越往目标像素之后延伸且第二像素组越往目标像素之前延伸，如此将降低目标像素被判断为影像边缘的机率。其理由为，目标像素会被判断为影像边缘的条件是，其两像素组边分别为代表平坦区与复杂区，举例而言，假设目标像素实际处于影像边缘且目标像素之前与之后分别为平坦区与复杂区，若第一像素组与第二像素组分别代表目标像素之前与之后的像素子集合，第一像素组与第二像素组此时不重迭，则第一像素组与第二像素组分别为平坦区与复杂区；当第一像素组与第二像素组重迭的像素数增多时，即可能使原本为平坦区的第一像素组，因延伸涵盖到原本为影像边缘的目标像素以及原本为复杂区的第二像素组，而转变成复杂区；另一方面，原本为复杂区的第二像素组仍旧为复杂区，不因重迭的像素数增加而改变。这样一来，原本会被判断为影像边缘的目标像素，便有可能因重迭像素数的增加而被改判为复杂区，使混合单元23执行低去涟波强度的α混合运算，造成输出视讯讯号的涟波的宽度变大。第一像素组与第二像素组的重迭像素数系为可组态的。
[0031] 图5系本发明另一实施例的去涟波装置50的方块图，与图2的去涟波装置20所包含的组件类似，而主要差异在于组件的连接方式，使得在混合单元23所执行的α混合运算中，输入视讯讯号系直接与去涟波强度控制器22所产生的去涟波强度系数α相乘，而锐利度增强电路21所输出的增强视讯讯号则与(1-α)相乘。因此，去涟波装置50可藉由调整去涟波强度系数α的大小，来调整最后所产生的输出视讯讯号中，增强视讯讯号与输入视讯讯号各自所占的比例，而达到所要的去涟波效果。
[0032] 图6系本发明较佳实施例的去涟波方法流程图，其包含下列步骤：
[0033] 步骤60：接收一输入视讯讯号。
[0034] 步骤61：增强输入视讯讯号的锐利度，以输出一增强视讯讯号。
[0035] 步骤62：依据输入视讯讯号的复杂度，产生一去涟波强度系数。
[0036] 步骤63：依据去涟波强度系数，对输入视讯讯号及增强视讯讯号执行一混合运算，以产生一输出视讯讯号。
[0037] 步骤60中，所接收的输入视讯讯号，可表示为一具有复数个像素的像素序列，例如包含一画面中的一水平线、垂直线或斜线。步骤61中，可藉由放大该像素序列中各像素与其邻近像素间的差异值，以增强锐利度。
[0038] 步骤62中，分别侦测该像素序列中关联于一目标像素的第一像素组与第二像素组的像素值复杂度，以决定该目标像素所对应的去涟波强度系数。举例而言，第一像素组与第二像素组的像素值复杂度可分别对应该像素序列在第一像素之前与之后的像素值复杂度。第一像素组可包含第一像素之前的M个像素，第二像素组可包含第一像素之后的N个像素，M、N为正整数，可依据画面的分辨率而决定。进一步言，若要使步骤63产生的输出视讯讯号所包含的涟波的宽度变大，步骤62可将第一像素组与第二像素组所重迭的像素数增加，重迭像素越多，涟波宽度就越大。举例而言，第一像素组的像素值复杂度可依据第一像素组中的最大像素值与最小像素值之差而决定，而第二像素组的像素值复杂度系依据第二像素组中的最大像素值与最小像素值之差而决定。
[0039] 进一步言，步骤62可依据第一像素组的像素值复杂度C1与第一临界值T1的比较结果以及第二像素组的像素值复杂度C2与第二临界值T2的比较结果，来决定去涟波强度系数。举例来说，当C1小于T1且C2大于T2时，所决定的去涟波强度系数对应于高去涟波强度；当C1小于T1且C2小于T2时，所决定的去涟波强度系数对应于低去涟波强度；当C1大于T1且C2大于T2时，所决定的去涟波强度系数对应于低去涟波强度；当C1大于T1且C2小于T2时，所决定的去涟波强度系数对应于高去涟波强度。举例而言，可以藉由查询一查询表快速决定去涟波强度系数，查询表储存第一像素组与第二像素组的不同像素值复杂度所对应的去涟波强度系数。
[0040] 步骤63中，所执行的混合运算系一α混合运算。应注意到，步骤63所执行的混合运算并不限于α混合运算，只要其所执行的混合运算能使最后产生的输出视讯讯号中，输入视讯讯号与增强视讯讯号各自所占的比例可随着去涟波强度系数的变动而改变，仍属于本发明的范围。
[0041] 以上所述系利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围。凡熟知此类技艺人士皆能明了，可根据以上实施例的揭示而做出诸多可能变化，仍不脱离本发明的精神和范围。
