[發(fā)明專利]基于錯(cuò)位采樣的圖像插值方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011552248.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN112598577B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 項(xiàng)世軍;黃明惠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T3/40
• 分類號(hào): G06T3/40
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 林梅繁

本發(fā)明公開了基于錯(cuò)位采樣的圖像插值方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，方法包括以下步驟：對(duì)原始圖像采用錯(cuò)位下采樣；將下采樣圖像中每個(gè)像素恢復(fù)到原始圖像的采樣位置；對(duì)未知像素采用雙線性插值方法或雙三次插值方法重構(gòu)圖像；所述雙線性插值方法分為兩輪進(jìn)行插值，第一輪，未知像素由三個(gè)相鄰的已知像素使用雙線性插值方法進(jìn)行預(yù)測(cè)，第二輪，剩余的未知像素由豎直和水平方向的四個(gè)已知像素預(yù)測(cè)得到；所述雙三次插值方法為未知像素由20個(gè)相鄰像素使用雙三次插值方法預(yù)測(cè)得到；本發(fā)明提出了基于錯(cuò)位采樣的雙線性插值法和雙三次插值法，對(duì)比傳統(tǒng)的基于直接采樣的雙線性插值與雙三次插值，對(duì)采樣模型進(jìn)行改變，使得重構(gòu)圖像得到更好的效果與質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像插值技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于錯(cuò)位采樣的圖像插值方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

近年來，插值法在圖像處理的許多領(lǐng)域都發(fā)揮著極其重要的作用，許多研究人員對(duì)插值算法的改進(jìn)做出了很大的貢獻(xiàn)。從最鄰近插值法、雙線性插值法、雙三次插值法到后來的基于邊緣的插值方法以及自回歸插值算法等等，處理后圖像的視覺效果越來越好，許多現(xiàn)有的圖像插值技術(shù)是在不同層度上通過權(quán)衡計(jì)算復(fù)雜性和處理圖像視覺效果中開發(fā)出來的。常用在圖像視頻軟件和硬件產(chǎn)品中流行的插值方法為雙線性插值、雙三次卷積插值和cubicspline插值。這些方法的主要優(yōu)點(diǎn)是復(fù)雜性相對(duì)較低。由于與圖像無關(guān)的內(nèi)插的使用，它們的共同缺點(diǎn)是無法適應(yīng)不同圖像中的像素結(jié)構(gòu)。因此它們對(duì)鋸齒，模糊，和振鈴方面的缺陷很敏感。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提出基于錯(cuò)位采樣的圖像插值方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，方法基于錯(cuò)位采樣，能夠結(jié)合傳統(tǒng)插值方法如雙線性插值方法等，在相同條件下其重構(gòu)的圖像效果好于傳統(tǒng)的均勻采樣方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

基于錯(cuò)位采樣的圖像插值方法，包括以下步驟：

對(duì)原始圖像采用錯(cuò)位下采樣，得到下采樣圖像；

將下采樣圖像中每個(gè)像素恢復(fù)到原始圖像的采樣位置；

對(duì)未知像素采用雙線性插值方法或雙三次插值方法重構(gòu)圖像，得到重構(gòu)圖像。

進(jìn)一步的，所述錯(cuò)位下采樣具體為：

以2×2的四個(gè)像素作為一個(gè)像素塊，將原始圖像視為以一定數(shù)量的2×2像素塊組成圖像，稱之為2×2像素塊圖像；對(duì)于該2×2像素塊圖像，奇數(shù)行的像素塊采樣時(shí)取像素塊中左上角像素，偶數(shù)行的像素塊采樣時(shí)取像素塊中右上角像素，保留的像素組成下采樣圖像。

進(jìn)一步的，所述對(duì)未知像素采用雙線性插值方法重構(gòu)圖像具體為：

對(duì)所有未知像素分為兩輪進(jìn)行插值完成圖像重構(gòu)；第一輪中，未知像素由三個(gè)相鄰的已知像素使用雙線性插值方法進(jìn)行預(yù)測(cè)；第二輪中，剩余的未知像素由豎直和水平方向的四個(gè)已知像素預(yù)測(cè)得到。

進(jìn)一步的，所述第一輪具體為：

第一輪中未知像素f(x,y)由三個(gè)相鄰像素采用雙線性插值方法進(jìn)行預(yù)測(cè)得到；所述三個(gè)相鄰像素包括兩種情況：

當(dāng)f(x-1,y)是未知像素的最近像素時(shí)，所述三個(gè)相鄰像素為f(x-1,y)和f(x+1,y-1)，f(x+1,y+1)；

當(dāng)f(x+1,y)是未知像素的最近像素時(shí)，所述三個(gè)相鄰像素為f(x+1,y)和f(x-1,y-1)，f(x-1,y+1)；

其中，(x,y)表示未知像素的坐標(biāo)，f(·)表示該坐標(biāo)的像素值；

使用該三個(gè)相鄰像素對(duì)未知像素f(x,y)進(jìn)行預(yù)測(cè)，公式如下：

進(jìn)一步的，所述第二輪具體為：