[發明專利]基于雙三次插值的自適應圖像縮放方法

有效

• 申請號: 201210515983.3
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103034973A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 達飛鵬;潘仁林;陶海躋;王辰星;郭濤;劉健;何學勇
• 申請（專利權）人: 焦點科技股份有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明屬于數字圖像處理領域，涉及一種自適應圖像縮放方法。

背景技術

數字圖像縮放是數字圖像處理的基本問題，它是指圖像分辨率的改變，也稱圖像分辨率轉換或圖像尺度變換，在醫學、互聯網以及多媒體領域得到了廣泛應用。圖像縮放就是改變圖像的分辨率，其過程包括兩個主要步驟：首先根據源圖像的像素分布以及圖像特征，重建一個可以近似表達原圖像的連續函數，然后根據目標分辨率對重構函數進行重采樣，得到目標圖像的像素顏色值。圖像縮放主要包括圖像的放大和縮小，也稱作升采樣和降采樣。縮小圖像的主要目的包括使圖像符合顯示區域的大小以及生成對應圖像的縮略圖，如在互聯網以及多媒體領域中，高分辨率的圖片經常需要在限定的小尺寸范圍內顯示，這就需要用到圖像縮小技術，而放大圖像由于不能獲得圖像的更多信息以及圖像的清晰度受到影響而較少用到，但有一些放大算法能夠增加圖像像素個數從而使目標圖像的質量超過原始圖像。

目前圖像縮放算法主要分為兩類，一類是經典的基于像素插值的圖像插值算法，最近鄰插值算法、雙線性插值算法、雙三次插值算法等，這些算法易于實現、速度快，但由于插值模型的低通濾波效應，使目標圖像中出現鋸齒或邊緣模糊等現象，如最近鄰插值算法會在目標圖像邊緣出現鋸齒，雙線性插值算法和雙三次插值算法使目標圖像整體變的平滑。為保持圖像邊緣的清晰效果，近幾年研究出了另一類基于邊緣的圖像插值算法，如基于像素面積的縮放算法，該算法使用像素面積模型將像素作為一個小矩形進行處理，完成自適應插值。此外還有一些利用小波變換，分形等進行邊緣保護的圖像插值算法，但計算量太大，難于硬件實現。

綜上所述，雙線性、雙三次等各種線性插值方法由于速度快易于實現等特點，已成為數字圖像縮放應用中常用方法。然而線性插值算法會產生混疊偽影和邊緣模糊等問題，有效解決線性插值算法產生的混疊偽影和邊緣模糊的問題需要進行深入研究，以期提高縮放后的圖像質量。

發明內容

技術問題：針對現有的線性插值縮放算法中尚存的不足和限制，本發明提供了一種能夠有效解決現有的線性插值算法中存在的混疊偽影和邊緣模糊問題，提高圖像視覺效果的基于雙三次插值的自適應圖像縮放方法。

技術方案：本發明的基于雙三次插值的自適應圖像縮放方法，包括以下步驟：

1）記錄源圖像src的寬度sw和高度sh，以及目標圖像dst的寬度dw和高度dh；

2）對源圖像src進行高斯模糊，得到高斯模糊圖像g_blur，

3）根據源圖像的高度值sh及目標圖像dst的高度值dh，對步驟2）中得到的高斯模糊圖像g_blur按列進行雙三次自適應插值縮放，得到中間插值圖像t_image，具體步驟如下：

對目標圖像dst從上向下逐行計算歸一化后的行權重xw，歸一化后的行權重xw組成行權重數組x_array，然后按列提取步驟2）中得到的高斯模糊圖像g_blur中的每一列的像素并按順序組成列數組inpix，將高斯模糊圖像g_blur中第xc列、第xr行像素的上下共xm個像素的像素值分別乘以行權重數組x_array中對應的權重值fxw得到xm個加權結果rx，并將得到的所有加權結果rx相加得到中間像素xp，作為中間插值圖像t_image中的第xc列、第xr行的像素，中間像素xp的像素值，即中間插值圖像t_image中的第xc列、第xr行的像素值的計算公式為：

outpix[xr]=Σi=-hhinpix[i]×fxwh]]>

其中

按上述方法計算得到中間插值圖像t_image的所有中間像素xp，組成中間插值圖像t_image；

歸一化后的行權重xw的計算方法為：

31）求出縮放比例xsca=sh/dh，根據xpos=xd×xsca計算出目標圖像dst的第xd行在高斯模糊圖像g_blur中的對應位置xpos，