[发明专利]一种图像放大方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种图像放大方法及装置。

背景技术

在现有的图像处理过程中，常常需要采用一种有效的方法来更改原始图像的大小，并保证更改后的目标图像具有较好的质量，不会使得放大后的目标图像产生明显的图像失真。其中，如何保证放大后得到的目标图像具有较好的质量，而且不会产生明显的图像失真是图像放大技术的关键所在。在将原始图像放大得到目标图像后，在目标图像中与原始图像像素点对应的新像素点之间的间隙会变大，此时就需要在保留原始图像像素点灰度值的基础上构造出新的像素点来填补这些空隙，保证放大得到的目标图像具有较好的图像质量，不会产生明显的图像失真。

目前，在现有的图像放大处理过程中，一般采用双线性插值方法来完成。该方法可以较好地消除锯齿或/和马赛克等明显的图像质量问题，保留原始图像的像素点信息，使得放大后的目标图像比较平滑，有较好的视觉效果。

结合图1和图2对采用双线性插值图像放大的原理进行详细说明，其中，图1为原始图像示意图，图2为经过插值后得到的目标图像示意图，假设图像在水平方向放大m倍，在垂直方向放大n倍。

首先，根据几何位置对应关系，使得图2目标图像中与图1原始图像像素位置对应的新像素点灰度值保持不变，如图2目标图像中新像素点(ma，nb)、(m(a+1)，nb)、(ma，n(b+1))、(m(a+1)，n(b+1))的像素灰度值G(ma，nb)、G(m(a+1)，nb)、G(ma，n(b+1))、G(m(a+1)，n(b+1))与图1原始图像中对应的四个相邻像素点(a，b)、(a+1，b)、(a，b+1)、(a+1，b+1)的像素灰度值G′(a，b)、G′(a+1，b)、G′(a，b+1)、G′(a+1，b+1)相同。

其次，在图2所示目标图像中的新像素点(ma，nb)、(m(a+1)，nb)、(ma，n(b+1))、(m(a+1)，n(b+1))之间会产生空隙，此时需要插入新的像素点以保证得到的目标图像不会产生失真。

在本步骤中，如将在图2所示目标图像的4个像素点(ma，nb)、(m(a+1)，nb)、(ma，n(b+1))、(m(a+1)，n(b+1))之间产生的空隙中插入新的像素点。因为原始图像在水平方向放大m倍，在垂直方向放大n倍后得到目标图像，所以在目标图像中，新像素点(ma，nb)所在行与新像素点(ma，n(b+1))所在行之间需要插入n-1行新的像素点，新像素点(ma，nb)所在列与新像素点(m(a+1)，nb)所在列需要插入m-1列新的像素点。

在双线性插值过程中，利用目标图像中(ma，nb)、(m(a+1)，nb)、(ma，n(b+1))和(m(a+1)，n(b+1))四个像素点的灰度值来计算位于该四个像素点所围区域内需要插入新像素点的灰度值后插入新的像素，从而完成图像的放大。具体过程如下所述。

首先，在垂直方向进行线性插值放大，即在新像素点(ma，nb)、(ma，n(b+1))之间插入n-1个新的像素点(ma，nb+i)，其中，i＝1～n-1，且i、n都为整数；即插入新像素点(ma，nb+1)、(ma，nb+2)、......、及(ma，nb+n-1)。在新像素点(m(a+1)，nb)、(m(a+1)，n(b+1))之间插入n-1个新的像素点(m(a+1)，nb+i)，其中，i＝1～n-1，且i、n都为整数；即插入新像素点(m(a+1)，nb+1)、(m(a+1)，nb+2)、......、及(m(a+1)，nb+n-1)。垂直方向插值放大时所要插入像素点的灰度值计算如公式(1)和(2)所示：