[發(fā)明專利]影像插補(bǔ)方法以及應(yīng)用該方法的影像插補(bǔ)裝置與影像裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410298894.7
• 申請(qǐng)日: 2014-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN104284126B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慶瀚;郭家銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中央大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N7/01
• 分類號(hào): H04N7/01
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 董彬;孟綱

本發(fā)明提供一種影像插補(bǔ)方法以及應(yīng)用該方法的影像插補(bǔ)裝置與影像裝置，且影像插補(bǔ)方法利用機(jī)率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)影像進(jìn)行插補(bǔ)，包括：(1)選取鄰近于插補(bǔ)點(diǎn)的多個(gè)參考點(diǎn)；(2)利用多個(gè)參考點(diǎn)中的每一參考點(diǎn)的邊緣方向角度、橫向平滑參數(shù)、縱向平滑參數(shù)以及每一參考點(diǎn)與插補(bǔ)點(diǎn)之間的距離，來獲得每一參考點(diǎn)的非等向性高斯函數(shù)數(shù)值；以及(3)利用一統(tǒng)計(jì)方法對(duì)該些非等向性高斯函數(shù)數(shù)值進(jìn)行整合，以獲得插補(bǔ)點(diǎn)的插補(bǔ)數(shù)值。本發(fā)明可于高分辨率的原始影像被取樣成低分辨率的目標(biāo)影像后，對(duì)該目標(biāo)影像進(jìn)行邊緣適應(yīng)性插補(bǔ)動(dòng)作，確保插補(bǔ)后的影像在邊緣區(qū)域不會(huì)有鋸齒狀方塊的效應(yīng)，且銳利度足夠，并保留邊緣的細(xì)節(jié)，故觀看者不會(huì)有失焦模糊的感受。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種影像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是關(guān)于一種用于影像插補(bǔ)的方法以及應(yīng)用該方法的影像插補(bǔ)裝置與影像裝置。

背景技術(shù)

影像插補(bǔ)方法是一個(gè)長(zhǎng)期以來普遍使用在影像處理的技術(shù)，最常見的應(yīng)用是為了讓影像產(chǎn)生更好的放大或縮小的視覺效果，以便進(jìn)行影像的顯示和打印。近年來，隨著消費(fèi)性多媒體產(chǎn)品的盛行，相關(guān)取像或顯像的電子裝置成為重要的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，例如，平面顯示器、數(shù)字相機(jī)等，而影像插補(bǔ)方法就是其中核心控制的重要功能之一。

以平面顯示器為例，由于尺寸和分辨率不斷的提高，加上熱門的全屏幕顯示需求，導(dǎo)致進(jìn)行影像插補(bǔ)是必要的處理程序，原因在于，若是輸入至平面顯示器的影像分辨率過低，而平面顯示器的尺寸過大，則在沒有影像插補(bǔ)的動(dòng)作下，全屏幕所顯示出來的畫面將會(huì)是模糊不清的，不利觀看。此外，其它影像輸入裝置的運(yùn)作，如掃描器的放大分辨率或是數(shù)字相機(jī)的數(shù)字變焦功能，都需藉助影像插補(bǔ)的技術(shù)。

請(qǐng)參閱圖1A-1D，其為利用多個(gè)現(xiàn)有影像插補(bǔ)方法進(jìn)行影像插補(bǔ)動(dòng)作后的結(jié)果示意圖；其中，圖1A為原始影像，圖1B為利用一鄰近內(nèi)插法(nearest neighbor)對(duì)由高分辨率的原始影像取樣成低分辨率的目標(biāo)影像，進(jìn)行影像插補(bǔ)后的結(jié)果，圖1C為利用一雙線性內(nèi)插法(bi-linear)對(duì)由高分辨率的原始影像取樣成低分辨率的目標(biāo)影像，進(jìn)行影像插補(bǔ)后的結(jié)果，圖1D為利用一雙立方內(nèi)插法(bi-cubic)對(duì)由高分辨率的原始影像取樣成低分辨率的目標(biāo)影像，進(jìn)行影像插補(bǔ)后的結(jié)果。

觀察圖1A-1D可知，現(xiàn)有影像插補(bǔ)方法具有下列缺點(diǎn)：(1)插補(bǔ)后的影像細(xì)節(jié)會(huì)明顯出現(xiàn)鋸齒狀；(2)插補(bǔ)后的影像細(xì)節(jié)，特別是圖像邊緣與線條特征呈現(xiàn)糊化的效果，令觀看者有離焦(de-focus)的視覺感受。

有鑒于此，有一種基于機(jī)率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的影像插補(bǔ)技術(shù)(PNN)被提出來改善上述的缺陷。請(qǐng)參閱圖2，其為現(xiàn)有利用基于機(jī)率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的影像插補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行影像插補(bǔ)動(dòng)作后的結(jié)果示意圖；比較圖1A-1D與圖2可知，采用基于機(jī)率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的影像插補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行影像插補(bǔ)的結(jié)果明顯得到了改善。然而，由于機(jī)率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核心是高斯函數(shù)，而因?yàn)楦咚购瘮?shù)具有等方向以及低通濾波的特性，使得其面對(duì)影像中灰階值劇烈變化的邊緣區(qū)域，不會(huì)有顯著的銳化效果，因此，圖2所示的結(jié)果中，圖像邊緣與線條特征仍令觀看者有些微離焦的視覺感受。

基于此，另有一種基于非等向性機(jī)率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的影像插補(bǔ)技術(shù)(APNN)被提出。請(qǐng)參閱圖3，其為現(xiàn)有利用基于非等向性機(jī)率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的影像插補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行影像插補(bǔ)動(dòng)作后的結(jié)果示意圖；比較圖2與圖3可知，采用基于非等向性機(jī)率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的影像插補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行影像插補(bǔ)的結(jié)果得到了更進(jìn)一步的銳化效果。

雖然該技術(shù)導(dǎo)入了藉由計(jì)算邊緣方向角度使高斯函數(shù)具有非等向性的特質(zhì)，進(jìn)而使所欲插補(bǔ)的插補(bǔ)點(diǎn)的插補(bǔ)數(shù)值更能夠逼近原始影像的邊緣特性的概念；然而，于該技術(shù)中，與插補(bǔ)點(diǎn)相鄰的多個(gè)參考點(diǎn)皆是以同一邊緣方向角度(如所欲插補(bǔ)的插補(bǔ)點(diǎn)的邊緣方向角度)，來取得各自的非等向性高斯函數(shù)數(shù)值，再進(jìn)而相互內(nèi)插而運(yùn)算出插補(bǔ)點(diǎn)的插補(bǔ)數(shù)值，如此使得插補(bǔ)點(diǎn)的插補(bǔ)數(shù)值還是無法有效貼近原始影像的邊緣特性，因此圖3所示的結(jié)果仍有些微模糊。

是以，現(xiàn)有的影像插補(bǔ)技術(shù)仍具有改善的空間。

發(fā)明內(nèi)容