[发明专利]基于边缘方向差值的图像放大处理方法

说明书

技术领域

本发明属于数字图像处理技术领域，涉及一种在数字图像放大处理过程中的基于边缘方向的插值方法，主要应用于智能识别中对局部小图像放大后的处理。

背景技术

图像放大是图像处理中一项很重要的基本操作，在互联网、医学图像处理、数字电视等领域以及手机、相机等诸多数码设备上有着广泛的应用。对于图像放大问题，国内外研究者根据不同的数学模型先后提出了多种类型的图像放大方法，如：最近邻插值、双线性插值、高次多项式插值、分形插值以及基于小波变换的方法等。最近邻插值最简单，处理速度最快，但是由于它只是简单地将源像素点最邻近的像素点(最邻近取样)进行复制，其结果是会产生明显的方块效应；而双线性插值法则利用了源像素点周围邻近的4个像素点的线性平均权值来计算目标像素点的值，这样虽然可以得到较好的整体效果，消除了方块效应，但图像的边缘会变得模糊，细节部分不够清晰；高次多项式插值、分形插值以及基于小波变换的方法虽然效果比最近邻插值、双线性插值要好，但运算复杂，且同样会出现边缘模糊等问题。近年来，有些学者对高次多项式、分形插值和基于小波变换的方法做出了一些改进，如夏海宏等提出了基于GPU的双二次B样条图像缩放方法，陈烨等提出了基于分形插值及小波增强的海岸带遥感图像处理方法，肖杰雄等提出了基于小波变换和PDE插值的图像超分辨率重建方法，这些方法在一定程度上都对原有方法有较好的改进，但当放大倍数增加时，运算量也急剧上升。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于边缘方向差值的图像放大处理方法，以解决图像放大后边缘出现锯齿或模糊现象，运算效率低下的问题。

为实现上述目的，本发明的基于边缘方向插值的图像放大处理方法步骤如下：

    （1）将原图像放大倍数k，采用正向扫描对原图像进行自左向右，自上而下扫描，确定将要构造平面所需的不在同一平面上的四顶点A、B、C、D在二维平面xA’y上的投影坐标；

    （2）放大k倍的新图的四顶点在二维平面上的坐标分别是A’(0, 0), B’(k, 0), C’(0, k), D’(k, k)，判断四顶点像素值对角线的绝对值差的大小；

（3）对角线绝对值差较小的方向属于边缘方向，以对角线绝对值差较大的对角线作为分界线，分别构造平面；

（4）构造平面采用待定系数法，求得公式f(x,y)=ax+by+c中的a，b，c，其中，a, b, c 为待定系数，x, y对应像素点的坐标，f(x,y)为像素的颜色值；

（5）根据公式f(x,y)=ax+by+c计算待插像素的颜色值，并填充。

进一步的，所述步骤（4）中是用待定系数法求得公式f(x,y)=ax+by+c中的a，b，c。

本发明的基于边缘方向插值的图像放大处理方法能够解决图像放大后边缘出现锯齿或模糊现象，或者运算效率低下的问题，在图像放大时速度快，质量好，具有重大的实用价值。

附图说明

图1是插值空间平面示意图。

具体实施方式

如果已知空间三个点，则可以构造一个平面，本发明根据此原理进行插值。其数学表达为：             f(x,y)=ax+by+c                    （1）

其中，a, b, c 为待定系数。x, y对应像素点的坐标，f(x,y)为像素的颜色值。