[發明專利]一種基于數字升采樣再三次樣條的數字圖像任意點插值方法

在審

• 申請號: 201810440732.0
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108648148A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 衡偉;王圓圓
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐紅梅

本發明公開一種基于數字升采樣再三次樣條的數字圖像任意點插值的方法。該方法通過x、y兩個方向的基于數字升采樣再三次樣條的一維插值來實現二維數字圖像的任意亞像素位置的插值；其中，基于數字升采樣再三次樣條的任意點的一維插值方法，通過對一維數字序列頻譜的分析，設計在數字序列進行高倍數內插時的抗鏡像數字濾波器組，在保證原始數字序列頻譜特征的前提下進行有效的數字序列升采樣處理，在升采樣處理的基礎上再進行三次樣條任意點插值，實現二維數字圖像的任意亞像素位置的插值，以提高數字序列分析的亞像素插值精度，本發明可解決現有數字采集技術有限分辨率和數字序列分析的高精度要求的矛盾，可應用于圖像的數字相關分析等領域。

技術領域

本發明涉及數字圖像處理方法，具體涉及一種基于數字升采樣再三次樣條的數字圖像任意點插值的方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷推進，自從進入21世紀，計算機技術得到了迅猛的發展，相關理論得到了不斷的完善，數字圖像處理技術在許多領域受到了廣泛的重視，并取得了重大的開拓性的成就，比如在圖像通訊、辦公室自動化系統、地理信息系統、醫療設備、衛星照片傳輸及分析和工業自動化領域都得到了很廣泛的應用，在數學、物力、生物、神經等學科領域都得到了推廣和使用。由此可見，數字圖像處理及其分辨率的提高正在向著高速、高分辨率、立體化、多媒體化、智能化和標準化的方向發展。隨著科學技術的高速發展，廣大學者對插值方法等方面進行了深入的研究和探討，但現有的插值方法不一定能達到任意點插值，而且通常帶來額外的頻譜鏡像分量干擾，降低圖像的信噪比。

發明內容

發明目的：為解決現有技術中存在的不足，提供一種基于數字升采樣再三次樣條的數字圖像任意點插值的方法。

技術方案：本發明提供了一種基于數字升采樣再三次樣條的數字圖像任意點插值方法，該方法包括：

(1)根據插值要求，在M×N的原二維數字圖像像素點中確定插值點的位置(x₀,y₀)；

(2)將原二維數字圖像分解為N個長度為M的列向量，每個列向量為一維數字序列，根據插值點位置在y方向的值y₀，分別對上述N個長度為M的一維數字序列采用基于數字升采樣再三次樣條的插值方法進行插值計算，對每一個上述一維數字序列都分別得到一個縱坐標位置為y₀的亞像素插值點的像素值，這些點在原二維數字圖像中的二維坐標的縱坐標都為y₀，其橫坐標分別為0,1,2,…,N-1；這N個插值點構成新的一維數字序列；

(3)對步驟(2)中由N個插值點得到的長度為N的一維數字序列采用基于數字升采樣再三次樣條的插值方法，得到一維位置為x₀的插值數據，該插值點即二維圖像中所需求的亞像素插值點(x₀,y₀)，該插值即其亞像素插值。

進一步的，所述步驟(2)中基于數字升采樣再三次樣條的插值方法，包括以下步驟：

(21)分別對N個長度為M的一維數字序列進行頻譜分析，根據其頻譜特點和分辨率提高的要求設計一維數字序列L倍數內插時抗鏡像數字濾波器；

(22)分別對N個長度為M的一維數字序列做L倍內插，將內插后的N個序列通過步驟(21)中的抗鏡像數字濾波器進行抗鏡像數字濾波，得到N個L×M長度的一維數字升采樣后的序列；

(23)根據插值點位置在y方向的值y₀，對步驟(22)中的N個L×M長度的一維數字序列做三次樣條插值，實現y方向任意位置的插值。