专利名称：基于双三次插值的自适应图像缩放方法
基于双三次插值的自适应图像缩放方法技术领域
本发明属于数字图像处理领域，涉及一种自适应图像缩放方法。
背景技术：
数字图像缩放是数字图像处理的基本问题，它是指图像分辨率的改变，也称图像 分辨率转换或图像尺度变换，在医学、互联网以及多媒体领域得到了广泛应用。图像缩放就 是改变图像的分辨率，其过程包括两个主要步骤首先根据源图像的像素分布以及图像特 征，重建一个可以近似表达原图像的连续函数，然后根据目标分辨率对重构函数进行重采 样，得到目标图像的像素颜色值。图像缩放主要包括图像的放大和缩小，也称作升采样和降 采样。缩小图像的主要目的包括使图像符合显示区域的大小以及生成对应图像的缩略图， 如在互联网以及多媒体领域中，高分辨率的图片经常需要在限定的小尺寸范围内显示，这 就需要用到图像缩小技术，而放大图像由于不能获得图像的更多信息以及图像的清晰度受 到影响而较少用到，但有一些放大算法能够增加图像像素个数从而使目标图像的质量超过 原始图像。
目前图像缩放算法主要分为两类，一类是经典的基于像素插值的图像插值算法， 最近邻插值算法、双线性插值算法、双三次插值算法等，这些算法易于实现、速度快，但由于 插值模型的低通滤波效应，使目标图像中出现锯齿或边缘模糊等现象，如最近邻插值算法 会在目标图像边缘出现锯齿，双线性插值算法和双三次插值算法使目标图像整体变的平 滑。为保持图像边缘的清晰效果，近几年研究出了另一类基于边缘的图像插值算法，如基于 像素面积的缩放算法，该算法使用像素面积模型将像素作为一个小矩形进行处理，完成自 适应插值。此外还有一些利用小波变换，分形等进行边缘保护的图像插值算法，但计算量太 大，难于硬件实现。
综上所述，双线性、双三次等各种线性插值方法由于速度快易于实现等特点，已成 为数字图像缩放应用中常用方法。然而线性插值算法会产生混叠伪影和边缘模糊等问题， 有效解决线性插值算法产生的混叠伪影和边缘模糊的问题需要进行深入研究，以期提高缩 放后的图像质量。发明内容
技术问题针对现有的线性插值缩放算法中尚存的不足和限制，本发明提供了一 种能够有效解决现有的线性插值算法中存在的混叠伪影和边缘模糊问题，提高图像视觉效 果的基于双三次插值的自适应图像缩放方法。
技术方案本发明的基于双三次插值的自适应图像缩放方法，包括以下步骤
I)记录源图像src的宽度sw和高度sh,以及目标图像dst的宽度dw和高度dh ；
2)对源图像src进行高斯模糊,得到高斯模糊图像g_blur,
3)根据源图像的高度值Sh及目标图像dst的高度值dh，对步骤2)中得到的高斯 模糊图像g_blur按列进行双三次自适应插值缩放,得到中间插值图像t_image,具体步骤如下
对目标图像dst从上向下逐行计算归一化后的行权重XW，归一化后的行权重XW组成行权重数组X_array，然后按列提取步骤2)中得到的高斯模糊图像8_131111·中的每一列的像素并按顺序组成列数组inpix，将高斯模糊图像g_blur中第xc列、第xr行像素的上下共 xm个像素的像素值分别乘以行权重数组x_array中对应的权重值fxw得到xm个加权结果 rx,并将得到的所有加权结果rx相加得到中间像素xp，作为中间插值图像t_image中的第 xc列、第xr行的像素，中间像素xp的像素值，即中间插值图像t_image中的第xc列、第xr行的像素值的计算公式为
权利要求
1.一种基于双三次插值的自适应图像缩放方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 1)记录源图像src的宽度sw和高度sh,以及目标图像dst的宽度dw和高度dh； 2)对源图像src进行高斯模糊,得到高斯模糊图像g_blur, 3)根据源图像的高度值sh及目标图像dst的高度值dh，对所述步骤2)中得到的高斯模糊图像g_blur按列进行双三次自适应插值缩放,得到中间插值图像t_image,具体步骤如下 对目标图像dst从上向下逐行计算归一化后的行权重xw，所述归一化后的行权重xw组成行权重数组X_array，然后按列提取所述步骤2)中得到的高斯模糊图像8_131111'中的每一列的像素并按顺序组成列数组inpix,将所述高斯模糊图像g_blur中第xc列、第xr行像素的上下共xm个像素的像素值分别乘以行权重数组x_array中对应的权重值fxw得到xm个加权结果rx，并将得到的所有加权结果rx相加得到中间像素xp，作为中间插值图像t_image中的第xc列、第xr行的像素，所述中间像素xp的像素值，即中间插值图像t_image中的第xc列、第xr行的像素值的计算公式为
2.根据权利要求1所述的基于双三次插值的自适应图像缩放方法，其特征在于，所述步骤2)中，对源图像src进行高斯模糊，得到高斯模糊图像g_blur的具体步骤如下 .21)根据下列的二维高斯分布函数求取高斯模糊权重值，组成高斯操作数矩阵1data
3.根据权利要求1所述的基于双三次插值的自适应图像缩放方法，其特征在于，所述步骤5)中，对步骤4)得到的缩放图像r_image进行反遮罩锐化操作，得到目标图像dst的具体步骤如下 51)生成缩放图像r_image的模糊图像b_image和高对比度图像h_contrast,具体过程如下 首先采用步骤2)的高斯模糊方法对所述步骤4)得到的缩放图像r_image进行高斯模糊，生成锐化高斯模糊图像b_image，然后求取缩放图像r_image的像素均值作为阈值参数T，并根据对比度参数C G
, 否则目标图像dst上与差分图像d_image上对应的像素值取缩放图像r_image对应的像素值。
全文摘要
一种基于双三次插值的自适应图像缩放方法，首先对源图像进行高斯模糊操作，以消除那些在低分辨率情况下无法显示的细节信息，避免缩放图像失真，然后查找目标图像像素点在源图像上的对应像素点位置，自适应选取对应像素点周围m个采样像素点，根据双三次插值函数求出每个采样像素点对应的权重值，根据m个采样像素点的权重值和m个采样像素点的像素值，加权求和得到缩放后的图像的像素值，最后对缩放后的图像进行锐化操作，使图像边缘清晰，得到目标图像。
文档编号G06T3/40GK103034973SQ20121051598
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者达飞鹏, 潘仁林, 陶海跻, 王辰星, 郭涛, 刘健, 何学勇 申请人:焦点科技股份有限公司