本发明专利技术公开了一种基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大方法，包括：根据原始图像的尺寸和放大的倍数，确定目标图像的像素数量；针对目标图像的一个目标像素点，确定其在原始图像中的位置；选择原图像中距离该位置最近的N×N个像素作为插值的采样点；把每个采样点与目标像素在同一方向上的距离带入核函数计算权重，每一行或列的N个采样点得到一个插值结果；再次把N个插值结果作为采样点，把各采样点与目标像素位置的竖直距离带入核函数计算权重，插值出最终结果，即为目标像素点的像素值，完成图像的放大。本发明专利技术能够在获得理想的插值放大效果的同时提高计算效率，并且减少图像信号的震荡。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字图像处理及计算机视觉
，具体涉及基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大算法。
技术介绍
随着数字化应用的不断推广，数字图像信息在社会生产和生活中起到越来越大的作用。在可视化技术研究、医疗、航天、数字娱乐等领域对高质量画面的需求越来越大。图像显示设备的多样化以及尺寸的不断变大，对高分辨率图像的需求变得更加急切。而目前高分辨率数字图像采集的设备以及网络传输支持还远远跟不上需求，因此，对低分辨率图像放大的方法变得越来越 重要，一直是计算机视觉领域研究的热点。图像放大是图像处理的基本操作之一，它广泛应用于医学图像、遥感图像、网页制作以及一些商用图像处理软件中。图像放大即将一幅低分辨率的图像转换为高分辨率图像的一种图像处理技术，对一幅图像进行放大，实质上是对图像插值的过程。图像放大算法的选择直接影响到放大图像的质量，所以寻找合适的算法是提高放大图像质量的关键。目前主要的图像放大方法大致可以分为两类:第一类是常规插值，包括最临近点插值、双线性插值、拉格朗日插值及三次样条插值等，这类方法是根据离散的点建立一个连续函数，用这个重建的函数求出任意位置处的函数值。第二类是利用图像中包含不同的高、低频成分的特点，经过对图像的数学统计特征的分析，采用不同的方式对图像不同部分进行插值的非线性的、移变的插值方法。数字图像放大算法最经典和常用的算法是基于线性插值的方法。例如申请号为CN201010196205.3的专利文献公开了一种图像放大方法及装置，以双线性插值方法为基础，对于放大后得到目标图像的每一个要插入像素点的灰度值计算，都转换为要插入方向上两相邻像素点灰度值的加法运算及2的幂次项移位运算，然后根据该运算对相邻两个像素点灰度值进行加法运算及移位处理就得到每一个要插入像素点的灰度值。基于线性插值的图像放大算法比较简单，计算效率高，是被广泛应用的一类算法。但是目前几种常用的该类算法也有比较明显的缺陷。双线性插值算法造成放大图像模糊，三次的核函数插值算法会造成图像信号的大幅震荡，且计算量比较大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大算法，该方法采用基于B-样条的二次线性核函数，插值效果与最好的三次核函数插值十分接近，同时减少了插值信号的震荡，并且减少了计算量。一种基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大算法，包括以下实施步骤:I)选择原始图像中的部分区域作为目标图像，根据原始图像的尺寸和放大倍数，确定目标图像的像素数量；2)选取目标图像内的一个目标像素点，确定目标像素点在原始图像中的坐标，依据该坐标计算得到目标浮点坐标；3)选择原始图像中距离目标像素点最近的NXN个像素作为插值的采样像素点；4)建立核函数，计算每个采样像素点与目标浮点坐标在同一方向上的距离，并代入核函数计算得到权重，然后根据权重得到每行或列采样像素点的插值结果；5)以步骤4)中的插值结果作为采样点，计算每个采样点和目标浮点坐标之间的距离，并代入所述的核函数计算得到第二权重，由第二权重计算得到目标像素点的值。在所述的步骤2)中，目标像素点在原始图像中的坐标乘以原始图像的放大倍数得到目标浮点坐标。作为优选的，所述步骤3)中的NXN个像素由目标浮点坐标的左边、右边N/2列像素以及上边、下边N/2列像素组成。进一步优选的，所述的NXN个像素为4X4个像素，4X4个像素表示为4X4的像素矩阵，该矩阵由目标浮点坐标的左边、右边两列像素以及上边、下边两列像素组成，4列像素和4行像素的像素组合即为要选择的4X4的像素矩阵，所采用4X4的像素矩阵是根据本专利技术的核函数的定义域来确定，当核函数的定义域改变时，像素矩阵的选取与核函数相对应。在所述的步骤4)中，每个采样像素点与目标浮点坐标在同一方向上的距离优选为每个采样像素点与目标浮点坐标的水平距离。所述核函数的方程为:权利要求1.一种基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大算法，其特征在于，包括以下实施步骤: 1)选择原始图像中的部分区域作为目标图像，根据原始图像的尺寸和放大倍数，确定目标图像的像素数量； 2)选取目标图像内的一个目标像素点，确定目标像素点在原始图像中的坐标，依据该坐标计算得到目标浮点坐标； 3)选择原始图像中距离目标像素点最近的NXN个像素作为插值的采样像素点； 4)建立核函数，计算每个采样像素点与目标浮点坐标在同一方向上的距离，并代入核函数计算得到权重，然后根据权重得到每行或列采样像素点的插值结果； 5)以步骤4)中的插值结果作为采样点，计算每个采样点和目标浮点坐标之间的距离，并代入所述的核函数计算得到第二权重，由第二权重计算得到目标像素点的值。2.如权利要求1所述的基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大算法，其特征在于，利用所述 步骤2)中的坐标除以原始图像的放大倍数，得到所述的目标浮点坐标。3.如权利要求2所述的基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大算法，其特征在于，所述步骤3)中的NXN个像素由目标浮点坐标的左边、右边N/2列像素以及上边、下边N/2列像素组成。4.如权利要求3所述的基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大算法，其特征在于，所述的NXN个像素为4X4个像素。5.如权利要求4所述的基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大算法，其特征在于，所述核函数的方程为:6.如权利要求5所述的基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大算法，其特征在于，在步骤4)中，每行或列采样像素点的像素值乘以各自得到的权重，然后相加得到所述的每行或列采样像素点的插值结果。7.如权利要求6所述的基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大算法，其特征在于，在步骤5)中，每个采样点的像素值乘以各自对应的第二权重，并相加得到所述的目标像素点的值。全文摘要本专利技术公开了一种基于无偏移双边二次B-样条插值的图像放大方法，包括根据原始图像的尺寸和放大的倍数，确定目标图像的像素数量；针对目标图像的一个目标像素点，确定其在原始图像中的位置；选择原图像中距离该位置最近的N×N个像素作为插值的采样点；把每个采样点与目标像素在同一方向上的距离带入核函数计算权重，每一行或列的N个采样点得到一个插值结果；再次把N个插值结果作为采样点，把各采样点与目标像素位置的竖直距离带入核函数计算权重，插值出最终结果，即为目标像素点的像素值，完成图像的放大。本专利技术能够在获得理想的插值放大效果的同时提高计算效率，并且减少图像信号的震荡。文档编号G06T3/40GK103236035SQ20131010399公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日专利技术者冯结青, 谢富续 申请人:浙江大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于无偏移双边二次B?样条插值的图像放大算法，其特征在于，包括以下实施步骤：1）选择原始图像中的部分区域作为目标图像，根据原始图像的尺寸和放大倍数，确定目标图像的像素数量；2）选取目标图像内的一个目标像素点，确定目标像素点在原始图像中的坐标，依据该坐标计算得到目标浮点坐标；3）选择原始图像中距离目标像素点最近的N×N个像素作为插值的采样像素点；4）建立核函数，计算每个采样像素点与目标浮点坐标在同一方向上的距离，并代入核函数计算得到权重，然后根据权重得到每行或列采样像素点的插值结果；5）以步骤4）中的插值结果作为采样点，计算每个采样点和目标浮点坐标之间的距离，并代入所述的核函数计算得到第二权重，由第二权重计算得到目标像素点的值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：冯结青，谢富续，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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