《Edge sharpening through ramp width reduction》论文原文机制图像像素保持不动根据以上表1查找旋转角度只旋转【L、M、H 标记的采样点位置】。Fig.4 (a)、Fig.4 (b) 是 Zone1 的基准标记模板定义了一组 L/M/H 的相对位置。 当梯度角落在 Zone2~Zone8 时将整套 L/M/H 位置图案做几何旋转查表 1 旋转角度在原始 3×3 邻域矩阵里拾取旋转后 L、M、H 标记对应的像素坐标代入同一套采样公式计算。公式本身两点平均、[1,2,1]/4 加权完全不变仅仅是改变公式里带入的像素坐标((x,y))。1. Zone1 基准模板θ∈[0, π/4]无旋转表 1 旋转角度 0原始 3×3 邻域中心像素((i,j))Fig.4 (a) Zone1 主轴模板水平向右标记分布L M H L M H L M HL 列(j-1)M 列jH 列(j1)公式固定沿竖直方向 3 点加权Fig.4 (b) Zone1 对角线模板右上对角线标记分布M H L M H L M采样坐标Zone1L/M/H 标记位置不变直接取上面坐标。2. Zone2 示例查表 1Fig4 (a) 旋转Fig4 (b) 旋转表 1 Zone2Fig.4 (a)主轴模板旋转量90° 逆时针Fig.4 (b)对角线模板旋转量2.1 旋转 Fig4 (a) 基准图案原来水平 L-M-H 列 → 旋转 90° 变成竖直 L-M-H 行原始 Fig4 (a) 图案L M H L M H L M H逆时针旋转 90° 之后新的 L/M/H 标记排布H H H M M M L L L含义H 行(i-1)上方M 行i中心行L 行(i1)下方现在套用完全相同形式的加权公式只是把原来【沿竖直方向对列加权】变成【沿水平方向对行加权】 Zone2 主轴\对应的✅ 公式结构没变仍然是只是采样轴线从水平列变成水平行因为 L/M/H 标记整体旋转了 90°。2.2 Zone2 Fig4 (b) 模板表 1 写旋转量 0所以 Fig4 (b) 的 L/M/H 相对图案不变图案仍然是M H L M H L M但是注意图案本身形状不变但是图案的整体方向对齐到 Zone2 对角线拾取原图 3×3 中对应对角线方向的坐标代入 Fig4 (b) 原版公式3. 插值权重公式Zone2Zone2 角度范围扇区主轴对角线插值计算最终灰度指标梯度指标使用完全一样的旋转标记位置、一样的做插值只是采样对象换成每个坐标的梯度幅值Mag。4. 为什么这么设计复用同一套数学公式8 个扇区不需要写 8 套不同的计算公式。只需要维护一套基准 Fig4 (a)(b) 模板遇到不同梯度方向只旋转 L/M/H 采样标记公式形式保持不变。ISP 硬件 / 嵌入式代码非常友好减少分支判断。图像像素无几何变换无重采样全程不会对图像像素做旋转插值不会引入额外插值模糊没有浮点像素重采样开销。仅仅是索引坐标查表定点实现友好。L/M/H 语义永远不变H梯度前进方向灰度上升方向L梯度反方向灰度下降方向M中心位置 不管模板怎么旋转标记位置L 永远代表低灰度侧H 永远代表高灰度侧后续斜坡判断、灰度修正公式不需要改动。5. 对比两种方案的差异方案操作缺点❌ 旋转图像窗口把 3×3 像素块旋转 θ 角像素灰度重采样再套固定 L/M/H 模板像素插值引入模糊浮点运算量大嵌入式硬件开销高✅ 论文方案旋转采样标记像素固定不动旋转 L/M/H 采样点的坐标索引拾取原图像素无像素插值公式复用仅坐标索引查表适合 ISP 实时处理6. 统一流程总结任意扇区通用逐像素计算 Sobel 梯度幅值、梯度方向判断 θ 落在 8 个扇区中的哪一个查表 1得到 Fig4 (a)、Fig4 (b) 各自需要旋转的角度将基准 Fig4 (a)、Fig4 (b) 的 L/M/H 标记图案旋转查表得到的角度得到在 3×3 邻域内对应的像素坐标使用旋转后的坐标代入原版固定公式分别算出主轴组对角线组同样坐标拾取梯度幅值 Mag计算主轴、对角线梯度指标\(G_{L/M/H}\)计算权重线性插值得到最终斜坡判定判断是否满足单调斜坡 \(I_HI_MI_L\)再由梯度指标判断当前像素在斜坡高侧 / 低侧 / 中心线灰度修正完成锐化
