圖像插值方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種圖像插值方法和裝置。所述圖像插值方法用于對圖像進行插值，所述圖像包括邊緣區域、紋理區域和平坦區域；所述圖像插值方法包括：對待插值像素點進行區域判斷；若待插值像素點處于邊緣區域，確定該待插值像素點的邊緣方向，沿該邊緣方向選取與該待插值像素點相鄰的M個原始像素點，以該M個原始像素點作為控制點進行插值計算，M為大于1的整數。本發明可以解決傳統圖像插值算法在圖像邊緣區域插值時不相關像素點參與加權導致的圖像邊緣模糊問題。
【專利說明】圖像插值方法和裝置

【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及圖像插值【技術領域】，尤其涉及一種圖像插值方法和裝置。

【背景技術】
[0002]現有的圖像插值算法只考慮待插值像素點位置與周圍控制像素點的關系，并沒有考慮圖像本身的特征，圖像的高頻地方即邊緣部分，在傳統的加權運算中容易損失，但人眼對圖像邊緣比較敏感，插值的整體效果易受邊緣模糊影響，如何較好的保留圖像高頻區域，又不影響圖像低頻區域效果是解決該問題的關鍵。


【發明內容】

[0003]本發明的主要目的在于提供一種圖像插值方法和裝置，以解決傳統圖像插值算法在圖像邊緣區域插值時不相關像素點參與加權導致的圖像邊緣模糊問題。
[0004]為了達到上述目的，本發明提供了一種圖像插值方法，所述圖像包括邊緣區域、紋理區域和平坦區域；所述圖像插值方法包括:
[0005]對待插值像素點進行區域判斷；
[0006]若待插值像素點處于邊緣區域，確定該待插值像素點的邊緣方向，沿該邊緣方向選取與該待插值像素點相鄰的M個原始像素點，以該M個原始像素點作為控制點進行插值計算，M為大于I的整數。
[0007]實施時，所述確定該待插值像素點的邊緣方向具體包括:根據按照預定規則選取的與該待插值像素點相鄰的N個原始像素點,構造關于α的邊緣能量函數α ) ； α為與邊緣方向對應的角度；Ν為大于I的整數；
[0008]根據該邊緣能量函數艮)確定所述待插值像素點的邊緣方向。
[0009]實施時,所述邊緣能量函數Eedge( α )如下:
[0010]^edge (?)=ΣΣ 1(./(/ + d +1' j + d + h) — I(i + v, j + /?))/, sin \

V h
[0011]待插值像素點左上角最鄰近的原始像素點位于第i行和第j列；d為該待插值像素點的邊緣方向，V為在邊緣方向上的水平像素位置間隔，h為在邊緣方向上的垂直像素位置間隔；
[0012]d G {-2, -1, O, I, 2}, V G {-4, -2，O, 2, 4}, h G {-2, -1, O, I, 2}；
[0013]α為邊緣方向與水平方向的夾角；
[0014]當d為I時α為45°，當d為-1時α為135°，當d為O時α為90°，當d為2時α為30°，當d為-2時α為150° ；
[0015]I (i+d+ V , j+d+h)為第 i+d+v 行第 j+d+h 列像素的灰度值；I (i+v，j+h)為第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 是所述待插值像素點在其邊緣方向d上的相關度。
[0017]實施時，當當所述待插值像素點的邊緣方向與水平方向的夾角α為O時，利用雙三次插值方式進行插值。
[0018]實施時，所述沿該邊緣方向選取與該待插值像素點相鄰的M個原始像素點，以該M個原始像素點作為控制點進行插值計算具體包括:
[0019]在該待插值像素點上、下兩個相鄰原始像素行，沿該邊緣方向選取最鄰近的4個原始像素點，該待插值像素點的灰度值由該4個原始像素點作為控制點進行雙線性插值計算獲得。
[0020]實施時，本發明所述的圖像插值方法還包括:
[0021]在對所述圖像進行插值時，判斷待插值像素點是否處于紋理區域；
[0022]當判斷到待插值像素點處于紋理區域時，檢測該待插值像素點的噪聲，根據該噪聲選取對應的濾波器進行插值。
[0023]實施時，本發明所述的圖像插值方法還包括:
[0024]在對所述圖像進行插值時，判斷待插值像素點是否處于平坦區域；
[0025]當判斷到待插值像素點處于平坦區域時，采用三次卷積插值法進行插值計算。
[0026]本發明還提供了一種圖像插值裝置，所述圖像包括邊緣區域、紋理區域和平坦區域；所述圖像插值裝置包括:
[0027]判斷模塊，用于對待插值像素點進行區域判斷；
[0028]以及，插值模塊，用于當所述判斷模塊判斷到待插值像素點處于邊緣區域時，確定該待插值像素點的邊緣方向，沿該邊緣方向選取與該待插值像素點相鄰的M個原始像素點，以該M個原始像素點作為控制點進行插值計算，M為大于I的整數。
[0029]實施時，所述判斷模塊，還用于在對所述圖像進行插值時，判斷待插值像素點是否處于紋理區域；
[0030]所述插值模塊，還用于當所述判斷模塊判斷到待插值像素點處于紋理區域時，檢測該待插值像素點的噪聲，根據該噪聲選取對應的濾波器進行插值。
[0031]實施時，所述判斷模塊，還用于在對所述圖像進行插值時，判斷待插值像素點是否處于平坦區域；
[0032]所述插值模塊，還用于當所述判斷模塊判斷到待插值像素點處于平坦區域時，采用三次卷積插值法進行插值計算。
[0033]本發明所述的圖像插值方法和裝置，基于邊緣異化插值，可以解決傳統圖像插值算法在圖像邊緣區域插值時不相關像素點參與加權導致的圖像邊緣模糊問題；并且本發明通過將圖像按邊緣區域、紋理區域和平坦區域進行劃分，不同的區域采用不同插值方法，以提高插值后圖像的清晰度和真實度，在保留圖像高頻信息的同時又能保證圖像低頻區域的效果不受影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發明實施例所述的圖像插值方法的流程圖；
[0035]圖2是人眼敏感的邊緣方向的劃分示意圖；
[0036]圖3是本發明實施例所述的圖像插值方法中沿邊緣方向選取控制點的示意圖；
[0037]圖4是本發明實施例所述的圖像插值裝置的結構框圖。

【具體實施方式】
[0038]本發明提供了一種圖像插值方法，所述圖像包括邊緣區域、紋理區域和平坦區域；如圖1所示，本發明實施例所述的圖像插值方法包括:
[0039]步驟11:對待插值像素點進行區域判斷；
[0040]在具體實施時，例如可以通過濾波來判斷待插值像素點是否處于邊緣區域，邊緣區域的頻率比較高；
[0041]步驟22:若待插值像素點處于邊緣區域，確定該待插值像素點的邊緣方向，沿該邊緣方向選取與該待插值像素點相鄰的M個原始像素點，以該M個原始像素點作為控制點進行插值計算，M為大于I的整數。
[0042]本發明實施例所述的圖像插值方法，基于邊緣異化插值，可以解決傳統圖像插值算法在圖像邊緣區域插值時不相關像素點參與加權導致的圖像邊緣模糊問題。
[0043]在具體實施時，所述確定該待插值像素點的邊緣方向包括:
[0044]若待插值像素點處于邊緣區域，確定該待插值像素點的邊緣方向，沿該邊緣方向選取與該待插值像素點相鄰的M個原始像素點，以該M個原始像素點作為控制點進行插值計算，M為大于I的整數。
[0045]所述邊緣能量函數Eedge ( α )如下:

【權利要求】
1.一種圖像插值方法，所述圖像包括邊緣區域、紋理區域和平坦區域；其特征在于，所述圖像插值方法包括: 對待插值像素點進行區域判斷； 若待插值像素點處于邊緣區域，確定該待插值像素點的邊緣方向，沿該邊緣方向選取與該待插值像素點相鄰的M個原始像素點，以該M個原始像素點作為控制點進行插值計算，M為大于I的整數。
2.如權利要求1所述的圖像插值方法，其特征在于，所述確定該待插值像素點的邊緣方向具體包括:根據按照預定規則選取的與該待插值像素點相鄰的N個原始像素點，構造關于α的邊緣能量函數Eedge(Ci) ；α為與邊緣方向對應的角度；N為大于I的整數； 根據該邊緣能量函數)確定所述待插值像素點的邊緣方向。
3.如權利要求2所述的圖像插值方法，其特征在于， 所述邊緣能量函數Eedge( α )如下:
Eedge ( a )=ΣΣΙ (I [i + d + + d + h) — /(/ + y + A))/sin α\;
V h 待插值像素點左上角最鄰近的原始像素點位于第i行和第j列；d為該待插值像素點的邊緣方向，V為在邊緣方向上的水平像素位置間隔，h為在邊緣方向上的垂直像素位置間隔；
d G {-2, -1, O, I, 2}, V G {-4, -2，O, 2，4}，h G {-2, -1, O, I, 2}； α為邊緣方向與水平方向的夾角； 當d為I時α為45°，當d為-1時α為135°，當d為O時α為90°，當d為2時α為30°，當d為-2時α為150° ； I (i+d+ V，j+d+h)為第i+d+ v行第j+d+h列像素的灰度值；I (i+ v，j+h)為第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是所述待插值像素點在其邊緣方向d上的相關度。
4.如權利要求3所述的圖像插值方法，其特征在于，當所述待插值像素點的邊緣方向與水平方向的夾角α為O時，利用雙三次插值方式進行插值。
5.如權利要求1所述的圖像插值方法，其特征在于， 所述沿該邊緣方向選取與該待插值像素點相鄰的M個原始像素點，以該M個原始像素點作為控制點進行插值計算具體包括: 在該待插值像素點上、下兩個相鄰原始像素行，沿該邊緣方向選取最鄰近的4個原始像素點，該待插值像素點的灰度值由該4個原始像素點作為控制點進行雙線性插值計算獲得。
6.如權利要求1至5中任一權利要求所述的圖像插值方法，其特征在于，還包括: 在對所述圖像進行插值時，判斷待插值像素點是否處于紋理區域； 當判斷到待插值像素點處于紋理區域時，檢測該待插值像素點的噪聲，根據該噪聲選取對應的濾波器進行插值。
7.如權利要求6所述的圖像插值方法，其特征在于，還包括: 在對所述圖像進行插值時，判斷待插值像素點是否處于平坦區域； 當判斷到待插值像素點處于平坦區域時，采用三次卷積插值法進行插值計算。
8.一種圖像插值裝置，所述圖像包括邊緣區域、紋理區域和平坦區域；其特征在于，所述圖像插值裝置包括: 判斷模塊，用于對待插值像素點進行區域判斷； 以及，插值模塊，用于當所述判斷模塊判斷到待插值像素點處于邊緣區域時，確定該待插值像素點的邊緣方向，沿該邊緣方向選取與該待插值像素點相鄰的M個原始像素點，以該M個原始像素點作為控制點進行插值計算，M為大于I的整數。
9.如權利要求8所述的圖像插值裝置，其特征在于， 所述判斷模塊，還用于在對所述圖像進行插值時，判斷待插值像素點是否處于紋理區域； 所述插值模塊，還用于當所述判斷模塊判斷到待插值像素點處于紋理區域時，檢測該待插值像素點的噪聲，根據該噪聲選取對應的濾波器進行插值。
10.如權利要求9所述的圖像插值裝置，其特征在于， 所述判斷模塊，還用于在對所述圖像進行插值時，判斷待插值像素點是否處于平坦區域； 所述插值模塊，還用于當所述判斷模塊判斷到待插值像素點處于平坦區域時，采用三次卷積插值法進行插值計算。
【文檔編號】G06T3/40GK104200426SQ201410422383
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】張麗杰, 張曉 , 于淑環, 馬希通 申請人:北京京東方視訊科技有限公司, 京東方科技集團股份有限公司