專利名稱：畫素色彩信息重建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種畫素色彩信息重建方法，特別是有關(guān)于一種畫素邊界判斷為利用相鄰多列畫素色彩信息的畫素色彩信息重建方法。
背景技術(shù)：
目前，大多彩色濾波數(shù)組(color filter arrays，CFA)在決定初像時某一位置畫素的色彩信息時，都先藉由于該位置畫素上其相鄰畫素的色彩信息梯度判斷后，再以內(nèi)插法求得位置畫素上的色彩信息。
在早期，請參考美國專利案5,382,976號，其在未預(yù)先決定畫素色彩信息為屬于某一方向邊界的情況下，以基本的雙向內(nèi)插法求得畫素的所有色彩信息(R、G、B)。之后，請參考美國專利案5,629,734號，其對一畫素鄰近的畫素作水平梯度以及垂直梯度運算，以決定該畫素的色彩信息為屬于水平或垂直方向邊界，再以內(nèi)插法求得該畫素的所有色彩信息。
請參考圖1，圖1為習(xí)知影像的色彩信息重建方法的示意圖。假設(shè)于初像時，B0位置畫素為具有B0的色彩信息，G0、G1、G2、G3位置畫素為分別具有G0、G1、G2、G3的色彩信息，為了找出B0位置畫素的R、G色彩信息，必須先判斷B0位置畫素的色彩信息屬于水平或?qū)儆诖怪狈较颍贈Q定B0位置畫素的R、G色彩信息如何取得。
以圖1為例，判斷B0位置畫素的G色彩信息屬于水平方向或?qū)儆诖怪狈较蚣礊榕袛郆0位置畫素G色彩信息于水平方向梯度(ΔH)以及于垂直方向梯度(ΔV)間的差異量，也就是計算|ΔH-ΔV|＝？。而于B0位置畫素的兩方向的梯度差異量為||G1-G3|-||G0-G2||。
通常，若ΔH＜ΔV，則B0位置畫素的G色彩信息將被表示為G＝(G1+G3)/2反之，則表示為G＝(G0+G2)/2不過，上述習(xí)知作法由于僅以B0位置畫素相鄰畫素的G色彩信息，判斷B0位置畫素的G色彩信息屬于水平方向或?qū)儆诖怪狈较颍⒉荒苡行Ы馕龀銎涞降讓儆谀囊环较?。因此，初像根?jù)上述習(xí)知作法最后所呈現(xiàn)的圖像在邊界的表現(xiàn)上并不理想。
請參考圖2A以及圖2B，圖2A、圖2B分別為根據(jù)美國專利案5,382,976號以及美國專利案5,629,734號對畫素色彩信息的計算方法所呈現(xiàn)的水平以及垂直線條圖。圖2A、B中可清楚發(fā)現(xiàn)，黑色線條的邊界上均摻雜有白色班點。故，根據(jù)美國專利案5,382,976號以及美國專利案5,382,976號對畫素色彩信息的計算方法所呈現(xiàn)的水平線條圖并不理想。
有鑒于此，本發(fā)明提出一種畫素色彩信息重建方法，本發(fā)明可有效判斷出畫素的色彩信息到底屬于水平方向或垂直方向，尤其是對于不易判斷方向的特殊邊界畫素，如平滑邊界，以使初像根據(jù)本發(fā)明的畫素色彩信息重建方法所得到的成像能更趨于人眼所能接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的為有效判斷出畫素的色彩信息到底屬于水平方向或垂直方向，尤其是對于不易判斷方向的特殊邊界畫素，如平滑邊界，以使初像根據(jù)本發(fā)明的畫素色彩信息重建方法所得到的成像能更趨于人眼所能接受。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種畫素色彩信息重建方法，方法包括下列步驟a.利用欲重建色彩信息的畫素在第一方向且與第一方向相同方向的復(fù)數(shù)列鄰近畫素，依預(yù)先決定的第一種方法計算畫素在第二方向的色彩信息差異量。b.利用畫素在一第二方向且與第二方向相同方向的復(fù)數(shù)列鄰近畫素，依第一種方法計算畫素在該第一方向的色彩信息差異量。c.判斷第一方向的色彩差異量與第二方向的色彩差異量間差值的絕對值是否大于一起始值。d.若c步驟為是，則判斷第一方向的色彩差異量是否小于第二方向的色彩差異量，反之，則利用第一方向的色彩信息差異量以及第二方向的色彩信息差異量，依預(yù)先決定的一第二種方法計算該畫素的色彩信息。e.若d步驟的判斷為是，則利用畫素在第二方向的相鄰畫素，依預(yù)先決定的一第三種方法計算畫素的色彩信息，反之，則利用畫素在第一方向的相鄰畫素，依第三種方法計算畫素的色彩信息。
在本發(fā)明較佳實施例中，第一種方法包括將同列畫素的色彩信息相加，且表示為一列色彩信息值總和；將各列的列色彩信息值總和依順序兩兩相減，且每兩兩相減值分別表示為一列色彩信息差異值；將每一列色彩信息差異值絕對值后分別乘上對應(yīng)的加權(quán)值后再相加，且相加總和表示為與些列方向的垂直方向的色彩信息差異量。
第二種方法則包括根據(jù)第一方向的色彩信息差異量與第二方向的色彩信息差異量間分別占整體色彩信息差異量比例分別作為加權(quán)值，對應(yīng)加權(quán)在畫素在第一方向相鄰兩畫素色彩信息相加后的一第一平均值上，以及對應(yīng)加權(quán)在畫素在第二方向相鄰兩畫素色彩信息相加后的一第二平均值上；將加權(quán)后的第一平均值以及第二平均值相加。
第三種方法為將畫素相鄰的兩畫素的色彩信息相加后平均。
此外，當(dāng)利用本發(fā)明方法計算出初像各畫素的綠色色彩信息時，可利用已求得的初像各畫素的綠色色彩信息求得初像各畫素的紅色色彩信息以及藍(lán)色色彩信息。


圖1為習(xí)知影像的色彩信息重建方法的示意圖。
圖2A、圖2B分別為根據(jù)美國專利案5,382,976號以及美國專利案5,629,734號對畫素色彩信息的計算方法所呈現(xiàn)的水平以及垂直線條圖。
圖3以及圖4分別為本發(fā)明較佳實施例的畫素色彩信息重建方法的流程圖以及示意圖。
圖5A、圖5B分別為根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的畫素色彩信息重建方法所呈現(xiàn)的水平以及垂直線條圖。
附圖標(biāo)號如下301～308步驟具體實施方式
請參考圖3并對照圖4，圖3以及圖4分別為本發(fā)明較佳實施例的畫素色彩信息重建方法的流程圖以及示意圖。以求圖4B22位置畫素的G值與B值為例，首先，利用B22位置畫素在第一方向(在此為水平方向)的復(fù)數(shù)列畫素，依照預(yù)先決定的第一種方法計算B22位置畫素在第二方向(在此為垂直方向)的色彩信息差異量，此為步驟301。
其中，第一種方法為將同列畫素的色彩信息相加，且表示為列色彩信息值總和。再將各列的列色彩信息值總和依順序兩兩相減，且每兩兩相減值分別表示為列色彩信息差異值。最后，將每一列色彩信息差異值絕對值后分別乘上對應(yīng)的加權(quán)值后再相加，且相加總和表示為與該些列方向的垂直方向的色彩信息差異量(ΔH或ΔV)。
因此，可得到水平列1的色彩信息總和(reg1)＝B00+G01+B02+G03+B04水平列2的色彩信息總和(reg2)＝G10+R11+G12+R13+G14水平列3的色彩信息總和(reg3)＝B20+G21+B22+G23+B24水平列4的色彩信息總和(reg4)＝G30+R31+G32+R33+G34水平列5的色彩信息總和(reg5)＝B40+G41+B42+G43+B44ΔH＝W1×|reg1-reg2|+W2×|reg2-reg3|+W3×|reg3-reg4|+W4×|reg4-reg5|同樣地，利用B22位置畫素在垂直方向的復(fù)數(shù)列畫素，依照第一種方法計算B22位置畫素在水平方向的色彩信息差異量，此為步驟302。因此，可得到垂直列1的色彩信息總和(reg1)＝B00+G10+B20+G30+B40垂直列2的色彩信息總和(reg2)＝G01+R11+G21+R31+G41垂直列3的色彩信息總和(reg3)＝B02+G12+B22+G32+B42垂直列4的色彩信息總和(reg4)＝G03+R13+G23+R33+G43垂直列5的色彩信息總和(reg5)＝B04+G14+B24+G34+B44ΔV＝W1×|reg1-reg2|+W2×|reg2-reg3|+W3×|reg3-reg4|+W4×|reg4-reg5|接著判斷水平方向的色彩差異量與垂直方向的色彩差異量間差值的絕對值是否大于一起始值，此即判斷|ΔV-ΔH|是否大于該起始值，此為步驟303。
若步驟303為是，則判斷水平方向的色彩差異量是否小于該垂直方向的色彩差異量，此即判斷ΔH是否小于ΔV，此為步驟304，反之，則利用水平方向的色彩信息差異量以及垂直方向的色彩信息差異量，依預(yù)先決定的第二種方法計算B22位置畫素的色彩信息，此為步驟305。
其中，第二種方法為根據(jù)畫素在水平方向的色彩信息差異量與垂直方向的色彩信息差異量間分別占整體色彩信息差異量比例分別作為加權(quán)值，對應(yīng)加權(quán)在畫素在水平方向相鄰兩畫素色彩信息相加后的平均值上，以及對應(yīng)加權(quán)在畫素在垂直方向相鄰兩畫素色彩信息相加后的平均值上。再將加權(quán)后的兩平均值相加。
因此，步驟305中B22位置畫素的色彩信息(如綠色的色彩信息G22)可根據(jù)第二種方法計算得到為G22＝ΔV/(ΔV+ΔH)×(G12+G32)/2+ΔH/(ΔV+ΔH)×(G21+G23)/2回到步驟304，若步驟304中則利用B22位置畫素在垂直方向的相鄰畫素，依預(yù)先決定的第三種方法計算該B22位置畫素的色彩信息，此為步驟306，反之，則利用B22位置畫素在水平方向的相鄰畫素，依第三種方法計算B22位置畫素的色彩信息，此為步驟307。
而第三種計算方法則為將畫素相鄰的兩畫素的色彩信息相加后平均。因此，若ΔH小于ΔV，則步驟306中的B22位置畫素的綠色色彩信息為G22＝(G12+G32)/2步驟307中B22位置畫素的綠色色彩信息為G22＝(G21+G23)/2上述步驟301～307可表示如下if(|ΔV-ΔH|＞Threshold)if(ΔV＜ΔH)G22＝(G12+G32)/2elseG22＝(G21+G23)/2elseG22＝ΔV/(ΔV+ΔH)×(G12+G32)/2+ΔH/(ΔV+ΔH)×(G21+G23)/2end透過上述步驟，除B22位置畫素的綠色色彩信息可被計算出外，圖4其它位置畫素的綠色色彩信息亦可被計算出。而由于每一位置畫素的綠色色彩信息為透過相鄰的復(fù)數(shù)列畫素的色彩信息來判別其方向性，因此，每一位置畫素綠色色彩信息方向性的判斷與習(xí)知相比，為根據(jù)更多相鄰色彩信息所得，且精準(zhǔn)度提高許多。也因此，透過本發(fā)明方法，在圖4每一位置畫素具有精準(zhǔn)的綠色色彩信息的情況下，每一位置畫素更可透過已求得的綠色色彩信息(G)以及本身在初像時即具有的色彩信息(R或B)，計算出每一位置畫素的R、G、B值，此為步驟308。
舉例來說，圖4B22位置畫素的R值可利用鄰近位置畫素的R、G值來取得，且R值可被表示為R22＝(((R11-G11)+(R13-G13)+(R31-G31)+(R33-G33))/4)+G33同理，圖4G12、G21位置畫素的R值可分別被表示為R12＝(((R11-G11)+(R13-G13))/)2+G12R21＝(((R11-G11)+(R31-G31))/2)+G21亦同理，圖4R11、G21、G12位置畫素的B值可分別被表示為B11＝(((B00-G00)+(B02-G02)+(B20-G20)+(B22-G22))/4)+G11B21＝(((B20-G20)+(B22-G22))/2)+G21B12＝(((B02-G02)+(B22-G22))/2)+G12請參考圖5A、B，圖5A、B分別為根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的畫素色彩信息重建方法所呈現(xiàn)的水平以及垂直線條圖。在圖5A、B中，明顯地，黑色線條邊界已無摻雜有白色班點，與圖2A、B相比，圖5A、B其邊界畫素色彩信息在水平方向以及垂直方向的判斷上，都獲得相當(dāng)程度的改善，對應(yīng)地，其成像亦為人眼所欲看到的成像。
綜合上述，本發(fā)明提供一種畫素色彩信息重建方法，以鄰近復(fù)數(shù)列畫素的色彩信息作為一點畫素某一色彩信息的方向判斷來源，而由于判斷方式已由習(xí)知鄰近畫素改為鄰近復(fù)數(shù)列畫素，因此，色彩信息判斷方向的信息數(shù)量將大為提高而增加準(zhǔn)確性。故，藉由本發(fā)明提供在畫素色彩信息重建時對于色彩信息方向的特別判斷方法，可使初像于畫素色彩信息重建后，其成像不會有人造圖案產(chǎn)生，且更為人眼所能接受。
權(quán)利要求
1.一種畫素色彩信息重建方法，其特征在于，包括a.利用欲重建色彩信息的一畫素在一第一方向且與該第一方向相同方向的復(fù)數(shù)列鄰近畫素，依預(yù)先決定的第一種方法計算該畫素在該第二方向的色彩信息差異量；b.利用該畫素在一第二方向且與該第二方向相同方向的復(fù)數(shù)列鄰近畫素，依該第一種方法計算該畫素在該第一方向的色彩信息差異量；c.判斷該第一方向的色彩差異量與該第二方向的色彩差異量間差值的絕對值是否大于一起始值；d.若c步驟為是，則判斷該第一方向的色彩差異量是否小于該第二方向的色彩差異量，反之，則利用該第一方向的色彩信息差異量以及該第二方向的色彩信息差異量，依預(yù)先決定的一第二種方法計算該畫素的色彩信息；以及e.若d步驟的判斷為是，則利用該畫素在該第二方向的相鄰畫素，依預(yù)先決定的一第三種方法計算該畫素的色彩信息，反之，則利用該畫素在該第一方向的相鄰畫素，依該第三種方法計算該畫素的色彩信息。
2.如權(quán)利要求1所述的畫素色彩信息重建方法，其特征在于，該第一種方法包括將同列畫素的色彩信息相加，且表示為一列色彩信息值總和；將各列的該列色彩信息值總和依順序兩兩相減，且每兩兩相減值分別表示為一列色彩信息差異值；以及將每一該列色彩信息差異值絕對值后分別乘上對應(yīng)的加權(quán)值后再相加，且相加總和表示為與該些列方向的垂直方向的色彩信息差異量。
3.如權(quán)利要求1所述的畫素色彩信息重建方法，其特征在于，該第二種方法包括根據(jù)該第一方向的色彩信息差異量與該第二方向的色彩信息差異量間分別占整體色彩信息差異量比例分別作為加權(quán)值，對應(yīng)加權(quán)在該畫素在該第一方向相鄰兩畫素色彩信息相加后的一第一平均值上，以及對應(yīng)加權(quán)在該畫素在該第二方向相鄰兩畫素色彩信息相加后的一第二平均值上；以及將加權(quán)后的該第一平均值以及該第二平均值相加。
4.如權(quán)利要求1所述的畫素色彩信息重建方法，其特征在于，該第三種方法為將該畫素相鄰的兩畫素的色彩信息相加后平均。
5.如權(quán)利要求2所述的畫素色彩信息重建方法，其特征在于，該第二種方法包括根據(jù)該第一方向的色彩信息差異量與該第二方向的色彩信息差異量間分別占整體色彩信息差異量比例分別作為加權(quán)值，對應(yīng)加權(quán)在該畫素在該第一方向相鄰兩畫素色彩信息相加后的一第一平均值上，以及對應(yīng)加權(quán)在該畫素在該第二方向相鄰兩畫素色彩信息相加后的一第二平均值上；以及將加權(quán)后的該第一平均值以及該第二平均值相加。
6.如權(quán)利要求5所述的畫素色彩信息重建方法，其特征在于，該第三種方法為將該畫素相鄰的兩畫素的色彩信息相加后平均。
7.如權(quán)利要求6所述的畫素色彩信息重建方法，其特征在于，利用該方法先計算出一初像各畫素的綠色色彩信息，再利用已求得的該初像各畫素的綠色色彩信息求得該初像各畫素的紅色色彩信息以及藍(lán)色色彩信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種畫素色彩信息重建方法，以鄰近復(fù)數(shù)列畫素的色彩信息作為一點畫素某一色彩信息的方向判斷來源，而由于判斷方式已由習(xí)知鄰近畫素改為鄰近復(fù)數(shù)列畫素，因此，色彩信息判斷方向的信息數(shù)量將大為提高而增加準(zhǔn)確性。故，藉由本發(fā)明提供在畫素色彩信息重建時對于色彩信息方向的特別判斷方法，可使初像于畫素色彩信息重建后，其成像不會有人造圖案產(chǎn)生，且更為人眼所能接受。
文檔編號G06T3/40GK1992906SQ20051013531
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者郭俊廷, 江東愷 申請人:華晶科技股份有限公司