圖像處理系統以及相關圖像處理方法
2023-11-02 09:48:02 1
專利名稱：：圖像處理系統以及相關圖像處理方法
技術領域：
：本發明提供一種圖像處理系統以及其相關圖像處理方法，尤其指一種用來進行亮度色度分離(Y/Cseparation)的圖像處理系統以及其相關圖像處理方法。
背景技術：
：一般來說，圖像數據通過一合成信號加以傳輸，在此請參閱圖1，圖1為一合成信號的頻譜的示意圖。如圖1所示，合成信號主要包含有亮度信息(luminanceinformation)以及色度信息(chrominanceinformation),而色度信息以調製的方式，附加於亮度信息的高頻信號上。在接收到合成信號之後，圖像解碼器(videodecoder)便需要將合成信號所攜帶的亮度信息與色度信息分離出來，以進行後續的圖像處理，而這樣的操作便稱的為亮度色度分離(Y/C分離)。通常Y/C分離的才喿作，系通過濾波器對合成信號進行濾波處理，以將色度信息從亮度的高頻信息中分離出來；但是不同濾波器的濾波頻帶，亦會導致不同的濾波結果。舉例來說，若選用的濾波器具有較窄的濾波頻帶(如圖1所示的W1),由於其無法將所有的色度信息經由濾波分離出來，當顯示圖像時，顏色邊界的表現會比較模糊；另一方面，若選用的濾波器具有較寬的濾波頻帶(如圖1所示的W2)，雖然可以將所有的色度信息經由濾波分離出來，但是所得到的濾波後信號除了原本應包含的色度信息之外，也同時包含了亮度的高頻信息，因此會造成對於色度信息的誤判，這樣的情況便稱為泛色效應(cross-coloreffect),因此，當顯示圖像時，雖然可以得到較為4兌利的顏色邊界，但前述的泛色效應卻會造成圖像失真，使得圖像的顯示效能低落。因此，無論是通過何種濾波頻帶的濾波器，對於圖像處理來說，均會有其對應的問題需要加以解決。
發明內容6因此本發明的主要目的之一在於提供一種圖像處理系統以及相關圖像處理方法，以解決公知技術中的問題。根據本發明，公開一種一種圖像處理系統，用來對一合成信號(compositesignal)進行亮度色度分離，以產生一輸出信號，該圖像處理系統包含有一泛色(cross-color)檢測模塊，用來接收該合成信號，並檢測該合成信號是否對應泛色區域；以及一圖像處理模塊，耦接至該泛色檢測模塊，該圖像處理模塊包含有一梳型濾波器(combfilter),用來接收該合成信號，並對該合成信號進行濾波處理，以產生一第一濾波後信號；一第一帶通濾波器(bandpassfilter),耦接至該橋u型濾波器，用來接收該第一濾波後信號，並對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第二濾波後信號；以及一第二帶通濾波器，耦接至該梳型濾波器，用來接收該第一濾波後信號，並對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第三濾波後信號，該第二帶通濾波器的濾波頻帶大於該第一帶通濾波器的濾波頻帶；其中當該合成信號對應泛色區域時，該圖像處理模塊根據該第二濾波後信號產生該輸出信號，以及當該合成信號不對應泛色區域時，該圖像處理模塊根據該第三濾波後信號產生該輸出信號。才艮據本發明，還7>開一種圖像處理方法，用來對一合成信號(compositesignal)進行亮度色度分離，以產生一輸出信號，該圖像處理方法包含有檢測該合成信號是否對應泛色區域；提供一梳型濾波器(combfilter),並利用該梳型濾波器對該合成信號進行濾波處理，以產生一第一濾波後信號；提供一第一帶通濾波器(bandpassfilter),並利用該第一帶通濾波器對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第二濾波後信號；提供一第二帶通濾波器(bandpassfilter),並利用該第二帶通濾波器對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第三濾波後信號，其中該第二帶通濾波器的濾波頻帶大於該第一帶通濾波器的濾波頻帶；以及當該合成信號對應泛色區域時，根據該第二濾波後信號產生該輸出信號，以及當該合成信號不對應泛色區域時，則根據該第三濾波後信號產生該輸出信號。根據本發明，還公開一種圖像處理系統，用來對一合成信號(compositesignal)進行亮度色度分離，以產生一輸出信號，該圖像處理系統包含有一泛色(cross-color)檢測模塊，用來接收該合成信號，並檢測該合成信號是否對應泛色區域，以產生一控制信號；以及一圖像處理模塊，耦接至該泛色檢測模塊，該圖像處理模塊包含有一梳型濾波器(combfilter),用來接收該合成信號，並對該合成信號進行濾波處理，以產生一第一濾波後信號；一第一帶通濾波器(bandpassfilter),耦接至該衝危型濾波器，用來接收該第一濾波後信號，並對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第二濾波後信號；以及一增益控制器，耦接至該第一帶通濾波器與該泛色檢測模塊，用來接收該第二濾波後信號與該控制信號，以於該合成信號對應泛色區域時，調整該第二濾波後信號中各顏色成分的增益，以輸出一調整後信號作為該輸出信號，並且於該合成信號不對應泛色區域時，直接輸出該第二濾波後信號作為該輸出信號。根據本發明，還公開一種圖像處理方法，用來對一合成信號(compositesignal)進行亮度色度分離，以產生一輸出信號，該圖像處理方法包含有檢測該合成信號是否對應泛色區域；提供一梳型濾波器(combfilter)，以利用該梳型濾波器對該合成信號進行濾波處理，以產生一第一濾波後信號；提供一帶通濾波器(bandpassfilter),以利用該第一帶通濾波器對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第二濾波後信號；當該合成信號對應泛色區域時，調整該第二濾波後信號中各顏色成分的增益，以輸出一調整後信號作為該輸出信號，並且於該合成信號不對應泛色區域時，直接輸出該第二濾波後信號作為該輸出信號。本發明的圖像處理系統以及其相關圖像處理方法可根據合成信號中各像素的泛色狀況，對合成信號分別進行不同的濾波或增益處理，因此不但可以兼顧色彩的銳利度，亦可達到消除泛色效應的目的，而達到較佳的圖像質量。圖1為一合成信號的頻譜的示意圖。圖2為本發明的圖像處理系統的第一實施例的功能方塊圖。圖3為圖2所示的二維帶通濾波器211的濾波頻帶的一實施例示意圖。圖4為本發明的圖像處理系統的第二實施例的功能方塊圖。附圖編號200、400圖像處理系統210、410泛色檢測模塊220、420圖像處理模塊211、411二維帶通濾波器212、412判斷模塊221、421二維梳型濾波器tableseeoriginaldocumentpage9具體實施例方式以下參考附圖詳細說明本發明。在此請參閱圖2,圖2為本發明的圖像處理系統200的第一實施例的功能方塊圖。如圖2所示，圖像處理系統200包含有一泛色^r測;f莫塊210以及一圖像處理模塊220。其中各元件的耦接方式如圖2所示，故不還贅述；而各元件的功能與操作將於以下的公開中詳述。於本實施例中，泛色檢測模塊210包含有一二維帶通濾波器211以及一判斷模塊212;在此請還參閱圖3，圖3為圖2所示的二維帶通濾波器211的濾波頻帶的一實施例示意圖。如圖3所示，二維帶通濾波器211根據圖3所繪示的濾波頻帶W，對合成信號進行濾波處理，以產生一濾波後信號S。；接著，判斷模塊212會根據該濾波後信號S。來判斷該合成信號具有泛色的部分。舉例來說，合成信號中所攜帶的各圖場數據，其中可能會有多個像素(或是區域)具有泛色效應，而判斷模塊212便可根據合成信號經過濾波後的結果，判斷出這些具有泛色的像素；譬如，經過濾波後的合成信號S。對應其中每一個像素均具有對應的像素值(色度值)，而判斷模塊212系通過比較每一個像素的像素值是否超過一預定閥值(threshold),來判斷其對應的像素是否有泛色的情況，並且根據合成信號中各像素泛色的情況，輸出一控制信號Sc。另一方面，圖像處理模塊220用來對合成信號進行Y/C分離。於本實施例中，圖像處理模塊220包含有二維梳型濾波器221、一維帶通濾波器222、一維帶通濾波器223,—增益控制器224,以及一多工器225。其中，二維梳型濾波器221用來對合成信號進行濾波處理(等效於進行粗略的Y/C分離)，以產生一濾波後信號S,(譬如一色度信號)。接著，二維梳型濾波器221所輸出的濾波後信號Si(色度信號)，會傳遞至一維帶通濾波器222、223以進行更進一步的圖像處理，進而分別產生濾波後信號S2、S3;於本實施例中，帶通濾波器222的濾波頻帶大於帶通濾波器的濾波頻帶223;舉例來說，帶通濾波器223的濾波頻帶可對應圖1所示的Wl,而帶通濾波器222的濾波頻帶可對應圖1所示的W2;如前所述，不同的帶通濾波器222、223,對於信號的濾波效果會有所不同，換句話說，經過帶通濾波器223濾波後的圖像信號S3,其顏色邊界的表現會比較模糊，但泛色現象較不明顯；而經過帶通濾波器222濾波後的圖像信號S2,其顏色邊界的表現會比較銳利，但具有較嚴重的泛色現象。而增益控制器224則是接在一維帶通濾波器223之後，用來調降濾波後信號S3各顏色成分的增益，以進一步的降低圖像信號S3可能具有的泛色現象，並將產生的調整後信號S,輸出。由於增益控制器224的功能與操作已於業界所公知，故不還贅述於此。由前面的公開可知，合成信號會同時經由兩種不同的帶通濾波器222、223處理，而多工器225的作用便是根據泛色檢測模塊210所輸出的控制信號S。，於輸出時選擇適當的圖像信號S2或是圖像信號S4。換句話說，當泛色檢測模塊210判斷出合成信號中某些像素對應泛色區域時，則當圖像處理模塊220必須輸出對應這些像素的圖像信號時，由於這些像素對應泛色區域，因此多工器225便會根據控制信號Se，選擇輸出泛色現象較不嚴重的圖像信號S"另一方面，若圖像處理模塊220必須輸出對應其餘像素的圖像信號時，由於其餘像素並不對應泛色現象，因此多工器225便會根據控制信號S。，選擇輸出具有較銳利的顏色邊界的圖^象信號S2。在此請注意，增益控制器224用來進一步的降低圖像信號S3可能具有的泛色現象，然而，增益控制器224於第一實施例的中為一選擇性(optional)的裝置，亦即增益控制器224僅為本發明的一較佳實施例，而非本發明的限制；換句話說，本發明的第一實施例在沒有增益控制器224的情況下亦可實施。此外，本發明並未限制二維帶通濾波器211的濾波頻帶，而圖3所示的濾波頻帶僅為本發明的一實施例，而非本發明的限制；在實際應用上，熟習此技術者可以根據不同的設計需求來設定不同的濾波頻帶，以達到檢測泛色效應的目的；如此的相對應變化，亦屬本發明的範疇。在此請注意，於前述的實施例中，帶通濾波器222、223為一維的帶通濾波器，然而在硬體架構許可的情況下(譬如具有足夠的線緩衝器)，帶通濾波器222、223亦可以二維的帶通濾波器實現，如此的相對應變化，亦屬本發明的範疇。在此請參閱圖4,圖4為本發明的圖像處理系統400的第二實施例的功能方塊圖。如圖4所示，圖像處理系統400包含有一泛色檢測模塊410以及一圖像處理模塊420;泛色檢測模塊410包含有一二維帶通濾波器411以及一判斷模塊412;圖像處理模塊420包含有二維梳型濾波器421、一維帶通濾波器422、以及一增益控制器424。其中各元件的耦接方式如圖4所示，故不還贅述；而各元件的功能與操作將於以下的公開中詳述。於前述的第一實施例相似，於本實施例中，二維帶通濾波器411亦根據圖3所繪示的濾波頻帶，對合成信號進行濾波處理，以產生一濾波後信號S。;接著，判斷模塊412會根據該濾波後信號S。來判斷該合成信號具有泛色的部分。舉例來說，合成信號中所攜帶的各圖場數據，其中可能會有多個像素(或是區域)具有泛色效應，而判斷模塊412便可根據合成信號經過濾波後的結果，判斷出這些具有泛色的像素；譬如，經過濾波後的合成信號S。對應其中每一個像素均具有對應的像素值(色度值)，而判斷模塊412系通過比較每一個像素的像素值是否超過一預定閥值(threshold)，來判斷其對應的像素是否有泛色的情況，並且根據合成信號中各像素的泛色情況，輸出一控制信號S。。另一方面，圖像處理模塊420用來對合成信號進行Y/C分離。於本實施例中，其中，二維梳型濾波器421用來對合成信號進行濾波處理(等效於進行粗略的Y/C分離)，以產生一濾波後信號S,(譬如一色度信號)。接著，二維梳型濾波器421所輸出的濾波後信號S,(色度信號)，會傳遞至一維帶通濾波器422以進行更進一步的圖像處理，進而產生濾波後信號S2;於本實施例中，帶通濾波器422的濾波頻帶可對應圖1所示的W2;如前所述，經過帶通濾波器422濾波後的圖像信號S2，其顏色邊界的表現會比較銳利，但具有較嚴重的泛色現象。而增益控制器424則是接在一維帶通濾波器422之後，用來才艮據控制信號S。，選擇性地調降濾波後信號S2中對應部份像素的各顏色成分的增益，以進一步的降低圖像信號S2可能具有的泛色現象，並將產生的調整後信號S3輸出。換句話說，於本實施例中，當泛色檢測模塊410判斷出合成信號中某些像素對應泛色區域時，便會發出控制信號S。以控制增益控制器424將這些具有泛色的像素中各顏色部分的增益降低，而對於合成信號中其餘不具有泛色的像素，增益控制器424會直接將其輸出。因此，在調整後信號S3中，除了對應泛色的像素經過增益控制器424的增益處理之外，其餘的像素仍然維持一維帶通濾波器422的處理結果；如此一來，從圖像處理模塊420輸出的調整後信號S3不但能夠具有較銳利的顏色邊界，原先所具有的泛色效應亦已經過抑制，因此可得到較佳的圖像質量。相同地，於本實施例中，本發明並未限制二維帶通濾波器411的濾波頻帶，熟習此技術者可以根據不同的設計需求來設定不同的濾波頻帶，以達到檢測泛色效應的目的。相較於公知技術，本發明的圖像處理系統以及其相關圖像處理方法可根據合成信號中各像素的泛色狀況，對合成信號分別進行不同的濾波或增益處理，因此不但可以兼顧色彩的銳利度，亦可達到消除泛色效應的目的，而達到較佳的圖像質量。以上雖以實施例說明本發明，但並不因此限定本發明的範圍，只要不脫離本發明的要旨，該行業者可進行各種變形或變更。權利要求1.一種圖像處理系統，用來對一合成信號進行亮度色度分離，以產生一輸出信號，該圖像處理系統包含有一泛色檢測模塊，用來接收該合成信號，並檢測該合成信號是否對應泛色區域；以及一圖像處理模塊，耦接至該泛色檢測模塊，該圖像處理模塊包含有一梳型濾波器，用來接收該合成信號，並對該合成信號進行濾波處理，以產生一第一濾波後信號；一第一帶通濾波器，耦接至該梳型濾波器，用來接收該第一濾波後信號，並對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第二濾波後信號；以及一第二帶通濾波器，耦接至該梳型濾波器，用來接收該第一濾波後信號，並對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第三濾波後信號，該第二帶通濾波器的濾波頻帶大於該第一帶通濾波器的濾波頻帶；其中當該合成信號對應泛色區域時，該圖像處理模塊根據該第二濾波後信號產生該輸出信號，以及當該合成信號不對應泛色區域時，該圖像處理模塊根據該第三濾波後信號產生該輸出信號。2.如權利要求1所述的圖像處理系統，其中該梳型濾波器為一二維梳型濾波器。3.如權利要求1所述的圖像處理系統，其中該第一帶通濾波器與該第二帶通濾波器皆為一維帶通濾波器。4.如權利要求1所述的圖像處理系統，其中該泛色檢測模塊包含有一第三帶通濾波器，用來接收該合成信號，並對該合成信號進行一帶通濾波處理，以產生一第四濾波後信號；以及一判斷模塊，耦接至該第三帶通濾波器，用來接收該第四濾波後信號，並根據該第四濾波後信號所攜帶的像素信息，判斷該合成信號是否對應泛色區域。5.如權利要求4所述的圖像處理系統，其中該第三帶通濾波器為二維帶通濾波器。6.如權利要求4所述的圖像處理系統，其中該像素信息為色度信息。7.如權利要求1所述的圖像處理系統，其中該圖像處理模塊還包含有一多工器，耦接至該第一帶通濾波器、該第二帶通濾波器、以及該泛色檢測模塊，其中該泛色檢測模塊根據其檢測結果，產生一控制信號至該多工器，以於該合成信號對應泛色區域時，使該多工器輸出該第二濾波後信號以作為該輸出信號，以及於該合成信號不對應泛色區域時，使該多工器輸出該第三濾波後信號以作為該輸出信號。8.如權利要求1所述的圖像處理系統，其中該圖像處理模塊還包含有一增益控制器，耦接至該第一帶通濾波器，用來接收該第二濾波後信號，並調整該第二濾波後信號中各顏色成分的增益，以輸出一調整後信號；以及一多工器，耦接至該增益控制器、該第二帶通濾波器、以及該泛色檢測模塊；其中該泛色檢測模塊根據其檢測結果，產生一控制信號至該多工器，以於該合成信號對應泛色區域時，使該多工器輸出該調整後信號以作為該輸出信號，以及於該合成信號不對應泛色區域時，使該多工器輸出該第三濾波後信號以作為該輸出信號。9.如權利要求1所述的圖像處理系統，其應用於一圖像解碼器。10.—種圖像處理方法，用來對一合成信號進行亮度色度分離，以產生一輸出信號，該圖像處理方法包含有檢測該合成信號是否對應泛色區域；提供一梳型濾波器，並利用該梳型濾波器對該合成信號進行濾波處理，以產生一第一濾波後信號；提供一第一帶通濾波器，並利用該第一帶通濾波器對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第二濾波後信號；提供一第二帶通濾波器，並利用該第二帶通濾波器對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第三濾波後信號，其中該第二帶通濾波器的濾波頻帶大於該第一帶通濾波器的濾波頻帶；以及當該合成信號對應泛色區域時，根據該第二濾波後信號產生該輸出信號，以及當該合成信號不對應泛色區域時，則根據該第三濾波後信號產生該輸出信號。11.如權利要求10所述的圖像處理方法，其中檢測該合成信號是否對應泛色區域的步驟包含有提供一第三帶通濾波器，以利用該第三帶通濾波器接收該合成信號，並對該合成信號進行一帶通濾波處理，以產生一第四濾波後信號；以及根據該第四濾波後信號所攜帶的像素信息，檢測該合成信號是否對應泛色區域。12.如權利要求11所述的圖像處理系統，其中該像素信息為色度信息。13.如權利要求10所述的圖像處理方法，其中當該合成信號對應泛色區域時，根據該第二濾波後信號產生該輸出信號的步驟包含有當該合成信號對應泛色區域時，調整該第二濾波後信號中各顏色成分的增益，來產生一調整後信號，以作為該輸出信號。14.一種圖像處理系統，用來對一合成信號進行亮度色度分離，以產生一輸出信號，該圖像處理系統包含有一泛色檢測模塊，用來接收該合成信號，並檢測該合成信號是否對應泛色區域，以產生一控制信號；以及一圖像處理模塊，耦接至該泛色檢測模塊，該圖像處理模塊包含有一梳型濾波器,用來接收該合成信號，並對該合成信號進行濾波處理，以產生一第一濾波後信號；一第一帶通濾波器，耦接至該梳型濾波器，用來接收該第一濾波後信號，並對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第二濾波後信號；以及一增益控制器，耦接至該第一帶通濾波器與該泛色檢測模塊，用來接收該第二濾波後信號與該控制信號，以於該合成信號對應泛色區域時，調整該第二濾波後信號中各顏色成分的增益，以輸出一調整後信號作為該輸出信號，並且於該合成信號不對應泛色區域時，直接輸出該第二濾波後信號作為該輸出信號。15.如權利要求14所述的圖像處理系統，其中該梳型濾波器為一二維梳型濾波器。16.如權利要求14所述的圖像處理系統，其中該泛色檢測模塊包含有一第二帶通濾波器，用來接收該合成信號，並對該合成信號進行一帶通濾波處理，以產生一第三濾波後信號；以及一檢測裝置，耦接至該第二帶通濾波器，用來接收該第三濾波後信號，並根據該第三濾波後信號所攜帶的像素信息，檢測該合成信號是否對應泛色區域。17.—種圖像處理方法，用來對一合成信號進行亮度色度分離，以產生一輸出信號，該圖像處理方法包含有檢測該合成信號是否對應泛色區域；提供一梳型濾波器，以利用該梳型濾波器對該合成信號進行濾波處理，以產生一第一濾波後信號；提供一帶通濾波器，以利用該第一帶通濾波器對該第一濾波後信號進行濾波處理，以產生一第二濾波後信號；以及當該合成信號對應泛色區域時，調整該第二濾波後信號中各顏色成分的增益，以輸出一調整後信號作為該輸出信號，並且於該合成信號不對應泛色區域時，直接輸出該第二濾波後信號作為該輸出信號。18.如權利要求17所述的圖像處理方法，其中該第一帶通濾波器為一維帶通濾波器。19.如權利要求17所述的圖像處理方法，其中檢測該合成信號是否對應泛色區域的步驟包含有提供一第二帶通濾波器，並利用該第二帶通濾波器對該合成信號進行一帶通濾波處理，以產生一第三濾波後信號；以及根據該第三濾波後信號所攜帶的像素信息，檢測該合成信號是否對應泛色區域。20.如權利要求17所述的圖像處理方法，其應用於一圖像解碼器。全文摘要一種圖像處理系統包含泛色檢測模塊，檢測一合成信號是否對應泛色區域；以及圖像處理模塊，耦接至泛色檢測模塊。圖像處理模塊包含梳型濾波器，用來對合成信號進行濾波，以產生第一濾波後信號；與第一、第二帶通濾波器，耦接至梳型濾波器，用來對第一濾波後信號進行濾波，以分別產生第二、第三濾波後信號，其中第二帶通濾波器的濾波頻帶大於第一帶通濾波器的濾波頻帶，並且當合成信號對應泛色區域時，圖像處理模塊根據第二濾波後信號產生輸出信號，以及當合成信號不對應泛色區域時，圖像處理模塊根據第三濾波後信號產生輸出信號。文檔編號H04N9/78GK101431688SQ200710185069公開日2009年5月13日申請日期2007年11月6日優先權日2007年11月6日發明者熊家豪申請人:瑞昱半導體股份有限公司