图像插值方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种图像插值方法和装置。所述图像插值方法用于对图像进行插值，所述图像包括边缘区域、纹理区域和平坦区域；所述图像插值方法包括：对待插值像素点进行区域判断；若待插值像素点处于边缘区域，确定该待插值像素点的边缘方向，沿该边缘方向选取与该待插值像素点相邻的M个原始像素点，以该M个原始像素点作为控制点进行插值计算，M为大于1的整数。本发明可以解决传统图像插值算法在图像边缘区域插值时不相关像素点参与加权导致的图像边缘模糊问题。
【专利说明】图像插值方法和装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及图像插值【技术领域】，尤其涉及一种图像插值方法和装置。
【背景技术】
[0002]现有的图像插值算法只考虑待插值像素点位置与周围控制像素点的关系，并没有考虑图像本身的特征，图像的高频地方即边缘部分，在传统的加权运算中容易损失，但人眼对图像边缘比较敏感，插值的整体效果易受边缘模糊影响，如何较好的保留图像高频区域，又不影响图像低频区域效果是解决该问题的关键。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于提供一种图像插值方法和装置，以解决传统图像插值算法在图像边缘区域插值时不相关像素点参与加权导致的图像边缘模糊问题。
[0004]为了达到上述目的，本发明提供了一种图像插值方法，所述图像包括边缘区域、纹理区域和平坦区域；所述图像插值方法包括:
[0005]对待插值像素点进行区域判断；
[0006]若待插值像素点处于边缘区域，确定该待插值像素点的边缘方向，沿该边缘方向选取与该待插值像素点相邻的M个原始像素点，以该M个原始像素点作为控制点进行插值计算，M为大于I的整数。
[0007]实施时，所述确定该待插值像素点的边缘方向具体包括:根据按照预定规则选取的与该待插值像素点相邻的N个原始像素点,构造关于α的边缘能量函数α ) ； α为与边缘方向对应的角度；Ν为大于I的整数；
[0008]根据该边缘能量函数艮)确定所述待插值像素点的边缘方向。
[0009]实施时,所述边缘能量函数Eedge( α )如下:
[0010]^edge (?)=ΣΣ 1(./(/ + d +1' j + d + h) — I(i + v, j + /?))/, sin \
V h
[0011]待插值像素点左上角最邻近的原始像素点位于第i行和第j列；d为该待插值像素点的边缘方向，V为在边缘方向上的水平像素位置间隔，h为在边缘方向上的垂直像素位置间隔；
[0012]d G {-2, -1, O, I, 2}, V G {-4, -2，O, 2, 4}, h G {-2, -1, O, I, 2}；
[0013]α为边缘方向与水平方向的夹角；
[0014]当d为I时α为45°，当d为-1时α为135°，当d为O时α为90°，当d为2时α为30°，当d为-2时α为150° ；
[0015]I (i+d+ V , j+d+h)为第 i+d+v 行第 j+d+h 列像素的灰度值；I (i+v，j+h)为第i+v行第j+h列像素的灰度值；
[0016]C = min(Eedge(a) | a e {30，45，90，135，150})，C 是所述待插值像素点在其边缘方向d上的相关度。
[0017]实施时，当当所述待插值像素点的边缘方向与水平方向的夹角α为O时，利用双三次插值方式进行插值。
[0018]实施时，所述沿该边缘方向选取与该待插值像素点相邻的M个原始像素点，以该M个原始像素点作为控制点进行插值计算具体包括:
[0019]在该待插值像素点上、下两个相邻原始像素行，沿该边缘方向选取最邻近的4个原始像素点，该待插值像素点的灰度值由该4个原始像素点作为控制点进行双线性插值计算获得。
[0020]实施时，本发明所述的图像插值方法还包括:
[0021]在对所述图像进行插值时，判断待插值像素点是否处于纹理区域；
[0022]当判断到待插值像素点处于纹理区域时，检测该待插值像素点的噪声，根据该噪声选取对应的滤波器进行插值。
[0023]实施时，本发明所述的图像插值方法还包括:
[0024]在对所述图像进行插值时，判断待插值像素点是否处于平坦区域；
[0025]当判断到待插值像素点处于平坦区域时，采用三次卷积插值法进行插值计算。
[0026]本发明还提供了一种图像插值装置，所述图像包括边缘区域、纹理区域和平坦区域；所述图像插值装置包括:
[0027]判断模块，用于对待插值像素点进行区域判断；
[0028]以及，插值模块，用于当所述判断模块判断到待插值像素点处于边缘区域时，确定该待插值像素点的边缘方向，沿该边缘方向选取与该待插值像素点相邻的M个原始像素点，以该M个原始像素点作为控制点进行插值计算，M为大于I的整数。
[0029]实施时，所述判断模块，还用于在对所述图像进行插值时，判断待插值像素点是否处于纹理区域；
[0030]所述插值模块，还用于当所述判断模块判断到待插值像素点处于纹理区域时，检测该待插值像素点的噪声，根据该噪声选取对应的滤波器进行插值。
[0031]实施时，所述判断模块，还用于在对所述图像进行插值时，判断待插值像素点是否处于平坦区域；
[0032]所述插值模块，还用于当所述判断模块判断到待插值像素点处于平坦区域时，采用三次卷积插值法进行插值计算。
[0033]本发明所述的图像插值方法和装置，基于边缘异化插值，可以解决传统图像插值算法在图像边缘区域插值时不相关像素点参与加权导致的图像边缘模糊问题；并且本发明通过将图像按边缘区域、纹理区域和平坦区域进行划分，不同的区域采用不同插值方法，以提高插值后图像的清晰度和真实度，在保留图像高频信息的同时又能保证图像低频区域的效果不受影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1是本发明实施例所述的图像插值方法的流程图；
[0035]图2是人眼敏感的边缘方向的划分示意图；
[0036]图3是本发明实施例所述的图像插值方法中沿边缘方向选取控制点的示意图；
[0037]图4是本发明实施例所述的图像插值装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0038]本发明提供了一种图像插值方法，所述图像包括边缘区域、纹理区域和平坦区域；如图1所示，本发明实施例所述的图像插值方法包括:
[0039]步骤11:对待插值像素点进行区域判断；
[0040]在具体实施时，例如可以通过滤波来判断待插值像素点是否处于边缘区域，边缘区域的频率比较高；
[0041]步骤22:若待插值像素点处于边缘区域，确定该待插值像素点的边缘方向，沿该边缘方向选取与该待插值像素点相邻的M个原始像素点，以该M个原始像素点作为控制点进行插值计算，M为大于I的整数。
[0042]本发明实施例所述的图像插值方法，基于边缘异化插值，可以解决传统图像插值算法在图像边缘区域插值时不相关像素点参与加权导致的图像边缘模糊问题。
[0043]在具体实施时，所述确定该待插值像素点的边缘方向包括:
[0044]若待插值像素点处于边缘区域，确定该待插值像素点的边缘方向，沿该边缘方向选取与该待插值像素点相邻的M个原始像素点，以该M个原始像素点作为控制点进行插值计算，M为大于I的整数。
[0045]所述边缘能量函数Eedge ( α )如下:
【权利要求】
1.一种图像插值方法，所述图像包括边缘区域、纹理区域和平坦区域；其特征在于，所述图像插值方法包括: 对待插值像素点进行区域判断； 若待插值像素点处于边缘区域，确定该待插值像素点的边缘方向，沿该边缘方向选取与该待插值像素点相邻的M个原始像素点，以该M个原始像素点作为控制点进行插值计算，M为大于I的整数。
2.如权利要求1所述的图像插值方法，其特征在于，所述确定该待插值像素点的边缘方向具体包括:根据按照预定规则选取的与该待插值像素点相邻的N个原始像素点，构造关于α的边缘能量函数Eedge(Ci) ；α为与边缘方向对应的角度；N为大于I的整数； 根据该边缘能量函数)确定所述待插值像素点的边缘方向。
3.如权利要求2所述的图像插值方法，其特征在于， 所述边缘能量函数Eedge( α )如下:
Eedge ( a )=ΣΣΙ (I [i + d + + d + h) — /(/ + y + A))/sin α\;
V h 待插值像素点左上角最邻近的原始像素点位于第i行和第j列；d为该待插值像素点的边缘方向，V为在边缘方向上的水平像素位置间隔，h为在边缘方向上的垂直像素位置间隔；
d G {-2, -1, O, I, 2}, V G {-4, -2，O, 2，4}，h G {-2, -1, O, I, 2}； α为边缘方向与水平方向的夹角； 当d为I时α为45°，当d为-1时α为135°，当d为O时α为90°，当d为2时α为30°，当d为-2时α为150° ； I (i+d+ V，j+d+h)为第i+d+ v行第j+d+h列像素的灰度值；I (i+ v，j+h)为第i+ v行第j+h列像素的灰度值； C = min(Eedge(a) | a e {30，45，90，135，150})，C是所述待插值像素点在其边缘方向d上的相关度。
4.如权利要求3所述的图像插值方法，其特征在于，当所述待插值像素点的边缘方向与水平方向的夹角α为O时，利用双三次插值方式进行插值。
5.如权利要求1所述的图像插值方法，其特征在于， 所述沿该边缘方向选取与该待插值像素点相邻的M个原始像素点，以该M个原始像素点作为控制点进行插值计算具体包括: 在该待插值像素点上、下两个相邻原始像素行，沿该边缘方向选取最邻近的4个原始像素点，该待插值像素点的灰度值由该4个原始像素点作为控制点进行双线性插值计算获得。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的图像插值方法，其特征在于，还包括: 在对所述图像进行插值时，判断待插值像素点是否处于纹理区域； 当判断到待插值像素点处于纹理区域时，检测该待插值像素点的噪声，根据该噪声选取对应的滤波器进行插值。
7.如权利要求6所述的图像插值方法，其特征在于，还包括: 在对所述图像进行插值时，判断待插值像素点是否处于平坦区域； 当判断到待插值像素点处于平坦区域时，采用三次卷积插值法进行插值计算。
8.一种图像插值装置，所述图像包括边缘区域、纹理区域和平坦区域；其特征在于，所述图像插值装置包括: 判断模块，用于对待插值像素点进行区域判断； 以及，插值模块，用于当所述判断模块判断到待插值像素点处于边缘区域时，确定该待插值像素点的边缘方向，沿该边缘方向选取与该待插值像素点相邻的M个原始像素点，以该M个原始像素点作为控制点进行插值计算，M为大于I的整数。
9.如权利要求8所述的图像插值装置，其特征在于， 所述判断模块，还用于在对所述图像进行插值时，判断待插值像素点是否处于纹理区域； 所述插值模块，还用于当所述判断模块判断到待插值像素点处于纹理区域时，检测该待插值像素点的噪声，根据该噪声选取对应的滤波器进行插值。
10.如权利要求9所述的图像插值装置，其特征在于， 所述判断模块，还用于在对所述图像进行插值时，判断待插值像素点是否处于平坦区域； 所述插值模块，还用于当所述判断模块判断到待插值像素点处于平坦区域时，采用三次卷积插值法进行插值计算。
【文档编号】G06T3/40GK104200426SQ201410422383
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月25日 优先权日:2014年8月25日
【发明者】张丽杰, 张晓 , 于淑环, 马希通 申请人:北京京东方视讯科技有限公司, 京东方科技集团股份有限公司