[發明專利]基于方向插值的圖像處理方法、計算機裝置及計算機可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202011298536.8
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112508783A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 劉月;王軍;潘文培
• 申請（專利權）人: 西安全志科技有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T7/90
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協

本發明提供一種基于方向插值的圖像處理方法、計算機裝置及計算機可讀存儲介質，該方法包括對輸出圖像的色彩分量的像素點進行方向插值計算：計算輸出圖像中目標像素點對應在輸入圖像中的位置，確定目標像素點對應在輸入圖像中的感興趣區域；設定主方向及次方向，計算目標像素點在預設鄰域中各方向的像素相似度，從多個主方向中確定最優角度及次優角度，根據多個次方向上的像素相似度對最優角度進行校正，獲得紋理方向；根據紋理方向進行插值計算，獲取目標像素點的色彩值；按照預設順序對多個色彩分量的像素點進行排序。本發明還提供實現上述方法的計算機裝置及計算機可讀存儲介質。本發明能夠提高超分辨率計算獲得的圖像的紋理與輪廓的效果。

技術領域

本發明涉及圖像處理的技術領域，具體地，是一種基于方向插值的圖像處理方法以及實現這種方法的計算機裝置、計算機可讀存儲介質。

背景技術

現有很多智能電子設備具有圖像拍攝的功能，例如智能手機、平板電腦、行車記錄儀等均設置有攝像裝置，電子設備拍攝圖像后，有時候需要通過網絡傳輸至另一電子設備，在另一電子設備上進行播放。隨著人們對視頻和顯示質量需求的逐漸增加，視頻的圖像分辨率作為視頻質量的重要特性，在主流市場上已經逐漸過渡到4K水平。為了滿足越來越高的圖像分辨率的顯示需求，終端顯示設備的分辨率也逐漸增加。

但是，一些陳舊的電子設備所拍攝的視頻分辨率往往較低，且網絡傳輸的視頻也可能是多年以前拍攝的視頻，這些視頻的分辨率也較低，而低分辨率(LR，low resolution)視頻在高分辨率(HR，high resolution)顯示設備上不能得到較好的顯示效果，因此需要將視頻的分辨率進行調整，即將視頻從低分辨率向高分辨率進行轉化，這一轉化技術被稱為超分辨率(SR，super resolution)技術，目前，超分辨率技術受到了廣泛關注。

目前超分辨率技術的應用主要分為兩類，一類為視頻源從低分辨率直接轉化為高分辨率后，通過網絡傳輸且顯示；另一類為低分辨率視頻源通過網絡傳輸后，在顯示端轉化為高分辨率后顯示。目前實時超分辨率技術主要是基于插值的方法實現，常見的基于插值的方法包括最鄰近插值法、雙線性插值法和雙三次插值法。其中，最鄰近法計算量較小，但可能會造成插值生成的圖像灰度上的不連續，在灰度變化的地方可能出現明顯的鋸齒狀；雙線性法的計算比最鄰近點法復雜，計算量較大，效果優于最鄰近法，但它具有低通濾波性質，使高頻分量受損，圖像輪廓可能會有一點模糊；雙三次法用到更多鄰域的點，效果優于雙線性，但是依舊在圖像細節和輪廓處效果欠佳。

目前一種超分辨率技術是基于方向插值的計算方法，這種方法在插值計算前需要對圖像的角度進行判斷，角度判斷分為兩步，第一步是通過曲率即二階導數，主要從45°、135°、0°、90°四個角度方向進行考慮；第二步是通過斜率即一階導數，從預先設定的多個角度方向進行考慮。但是這種方法計算量非常大，而且沒有對角度進行校正，導致圖像插值計算時間長，且圖像插值計算后的圖像細節和輪廓處效果仍不佳。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種圖像插值計算量小且效果好的基于方向插值的圖像處理方法。

本發明的另一目的是提供一種實現上述基于方向插值的圖像處理方法的計算機裝置。

本發明的再一目的是提供一種實現上述基于方向插值的圖像處理方法的計算機可讀存儲介質。

為實現本發明的主要目的，本發明提供的基于方向插值的圖像處理方法包括對輸出圖像的每一色彩分量的像素點進行方向插值計算：根據預設放大倍數，計算輸出圖像中目標像素點對應在輸入圖像中的位置，并確定目標像素點對應在輸入圖像中的感興趣區域；計算感興趣區域的紋理方向：預先設定二個以上的主方向以及二個以上的次方向，計算目標像素點在預設鄰域中各個主方向以及次方向的像素相似度，從多個主方向中確定最優角度以及次優角度，并根據多個次方向上的像素相似度對最優角度進行校正，獲得紋理方向；根據紋理方向進行插值計算，獲取目標像素點的色彩值；按照預設順序對多個色彩分量的像素點進行排序，獲得輸出圖像。