一种数字图像的亚像元的分解与增强方法，本发明专利技术属于数字图像识别与显示处理。本发明专利技术步骤为：调入需要处理的Ｎ×Ｍ数字图像，作为Ｇ↓［１］，设Ｇ↓［１］的像元大小为Ｓ，结果图像的像元大小为Ｄ；选用双线性内插法或立方卷积内插法对Ｇ↓［１］进行亚像元分解；与Ｓ／３分解或Ｓ／２分解所对应，用Ｇ↓［１］的像点数值替换Ｇ↓［２］图像的某些像点的数值，得到新图像Ｇ↓［３］；用３＊３滤波器，对Ｇ↓［３］进行平滑处理，得到图像Ｇ↓［４］；对Ｇ↓［４］进行拉普拉斯增强处理；用Ｄ与Ｓ／３或Ｓ／２进行比较，或重复以上处理，或得到像元大小为Ｄ的目标图像，结束处理过程。本发明专利技术能减少内插后信息损失，通过逐步分解，可以从大像元一次分解到小像元所产生的图像不连续的现象，提高数字图像的分辨率和可视效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数字图像识别与显示处理。
技术介绍
双线性内插值法、立方巻积内插法是缩小数字图像的像元尺寸，减少马赛克效应，提高 视觉分辨率的一般亚像元分解方法，但利用这种方法处理的图像常常出现像素值不连续的情 况.如果使用平滑或多次分解消除不连续现象后，又会出现目标图像与原图像的差异大、图 像失真较大与模糊的现像，即使应用拉普拉斯变换增强模糊图像，但不能弥补部分丢失的图 像信息，处理后的图像质量并不十分理想。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术采用的方法是利用经典的双线性内插或立方巻积内插对直 接对二维数字图像像元的进行亚像元分解，之后，采用2*2或3*3的中部像元像元回代的方 法，以减少内插后信息损失，并且通过2*2或3*3的逐步分解，可以解决从大像元一次分解 到小像元所产生的图像不连续的现象，从而提高数字图像的分辨率和可视效果。本专利技术包括在存储媒介中需要处理的NxM数字图像，具体步骤依次为(1) 将存储媒介中需要处理的NxM数字图像调入计算机，作为d，设Gi的像元大小为S, 结果图像的像元大小为D;(2) 选用以下两种分解中的一种，或交替使用，对Gi进行亚像元分解a. 利用双线性内插算法或立方巻积法，将像元大小为S的图像分解为〗象元大小S/3的亚 傳-元图像；即将一个像元分解为9个像元，i殳Gi的图像大小为N行M列，则G2为3 x N行、3 x M列；b. 利用双线性内插法或立方巻积内插法，将像元大小为S的图像分解为大小S/2的亚像 元图像，即将一个像元分解为4个像元，设Gi的图像大小为N行M列，则G2为2 x N行、2 x M列；(3 )用Gi的像点数值替换G2图像的某些像点的数值，与S/3分解或S/2分解所对应，选 月以下的一种方法进^^代 a. S/3分解的替代，读入N行M列数字阵列Gi,赋给数组A(i,j)，其中i=l，2，...，N; j=l，2，...，M读入3xN行3xM列的图像G2，赋给数组B(i, j),其中i=l，2，...，3xN; j=l， 2,.." 3xMi从l到N，步长为l, j从l到M,步长为l，进4亍2重循环，将A(i， j)赋值给B(3x i， 3 x j)，即用Gi的每个元素，替换图像G2的3倍行列点上的元素，得到新图像G3; b. S/2分解的替代， 读入N行M列数字阵列Gi，赋给数组A(i,j),其中i-l，2,…，N; j=l，2，...，M 读入2xN行2xM列的图像G2,赋给数组B(i，j),其中i=l，2,...，2xN; j=l， 2，…，2xMi从l至ijN,步长为1, j从l到M,步长为1,进行2重循环，将A(i, j)赋值给B(2x i，2即用Gi的每个元素，替换图像G2的2倍行列点上的元素，得到新图像G3; (4)用3*3滤波器，对G3进^f亍平滑处理，得到图4象G4，滤波器结构如下 1 1 1 1 1 1 1 1 1(5 )视所使用S/3或S"的分解方法，用D与S/3或S/2进行比较，a. 如果D小于S/3或S/2，则将G4看成G!,重复(1)到(5)的处理；b. 如果D大于或等于S/3或S/2，转入第(6)步； (6 )对G4进行拉普拉斯增强处理；(7) 规定像元的大小为D，再月双线性内插算法对G4进行处理，得到像元大小为D的目 标图像，处理过程结束。(8) 如果是彩色图像处理，d包含三个彩色分量，分别为Gii 、 Gi2 、 Gu ,则分别将Gu 、 Gu 、 G"作为。，重复(1)到(7)步；如果是L波段图像，则将L波段中的每个分量看成是d,重复(1)到(7)步处理L次。 所述步骤(2 )、 ( 3 )像元分解的2*2规则和3*3规则，可以连续地单独或组合使月，从 而将像元分解为规定值。本专利技术以2x2规则和3x3规则作为像元的分解替换规则，将两种规则连续地交替地使用， 可以将原图像的像元分解为具有更小像元尺寸的数字图像，即亚像元图像，对像元分解与增 强所形成的亚像元进行原图像数据值的部分替换，应用双线性内插算法、拉普拉斯变换增强 等通常的处理方法，得到所需要的较为理想的数字图像亚像元矩阵值，消除原数字图像的马 赛克效应，提高数字图像的视觉清晰度，实现图像质量的增强。本专利技术方法可以用于生产清晰度更高的数字电视、计算机等视频图像处理的专用硬件， 也可开发专用处理软件。附图说明图l是本专利技术程序流程图，图2是本专利技术双线性内插算法2*2替换示意图。图3是本专利技术双线性内插算法3*3替换示意图。以下实施例结合附图，使用C语言进行编程，对有关步骤做进一步说明，但保护范围不 受该实施例的局限。' 具体实施例方式实施例步骤l.从存 介调入需要处理的数字图像，作为d，设Gi的像元大小为S。 步骤2.双线性内插算法是指对一个目的像素，设置坐标通过反向变换得到的浮点坐标为(i+u, j+v)，其中i、 j均为非负整数，u、 v为]></math-cwu><!--img id="icf0001" file="A2007100660710002C1.gif" wi="170" he="65" img-content="drawing" img-format="tif"/-->(5)视所使用S/3或S/2的分解方法，用D与S/3或S/2进行比较，a.如果D小于S/3或S/2，则将G4看成G1，重复(1)到(5)的处理；b.如果D大于或等于S/3或S/2，转入第(6)步；(6)对G4进行拉普拉斯增强处理；(7)规定像元的大小为D，再用双线性内插算法对G4进行处理，得到像元大小为D的目标图像，处理过程结束。(8)如果是彩色图像处理，G1包含三个彩色分量，分别为G11、G12、G13，则分别将G11、G12、G13作为G1，重复(1)到(7步；如果是L波段图像，则将L波段中的每个分量看成是G1，重复(1)到(7步处理L次。全文摘要，本专利技术属于数字图像识别与显示处理。本专利技术步骤为调入需要处理的N×M数字图像，作为G<sub>1</sub>，设G<sub>1</sub>的像元大小为S，结果图像的像元大小为D；选用双线性内插法或立方卷积内插法对G<sub>1</sub>进行亚像元分解；与S/3分解或S/2分解所对应，用G<sub>1</sub>的像点数值替换G<sub>2</sub>图像的某些像点的数值，得到新图像G<sub>3</sub>；用3*3滤波器，对G<sub>3</sub>进行平滑处理，得到图像G<sub>4</sub>；对G<sub>4</sub>进行拉普拉斯增强处理；用D与S/3或S/2进行比较，或重复以上处理，或得到像元大小为D的目标图像，结束处理过程。本专利技术能减少内插后信息损失，通过逐步分解，可以从大像元一次分解到小像元所产生的图像不连续的现象，提高数字图像的分辨率和可视效果。文档编号G06T3/40GK101105859SQ20071006607公开日2008年1月16日 申请日期2007年7月2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种数字图像的亚像元的分解与增强方法，包括在存储媒介中需要处理的Ｎ×Ｍ数字图像，其特征是该方法步骤依次为：（１）将存储媒介中需要处理的Ｎ×Ｍ数字图像调入计算机，作为Ｇ↓［１］，设Ｇ↓［１］的像元大小为Ｓ，结果图像的像元大小为Ｄ； （２）选用以下两种分解中的一种，或交替使用，对Ｇ↓［１］进行亚像元分解：ａ．利用双线性内插算法或立方卷积内插算法，将像元大小为Ｓ的图像分解为像元大小Ｓ／３的亚像元图像，即将一个像元分解为９个像元，设Ｇ↓［１］的图像大小为Ｎ行Ｍ列 ，则Ｇ↓［２］为３×Ｎ行、３×Ｍ列；ｂ．利用双线性内插算法或立方卷积法，将像元大小为Ｓ的图像分解为大小Ｓ／２的亚像元图像，即将一个像元分解为４个像元，设Ｇ↓［１］的图像大小为Ｎ行Ｍ列，则Ｇ↓［２］为２×Ｎ行、２×Ｍ列；（３） 用Ｇ↓［１］的像点数值替换Ｇ↓［２］图像的某些像点的数值，与Ｓ／３分解或Ｓ／２分解所对应，选用以下的一种方法进行替代：ａ．Ｓ／３分解的替代读入Ｎ行Ｍ列数字阵列Ｇ↓［１］，赋给数组Ａ（ｉ，ｊ），其中ｉ＝１，２，…，Ｎ；ｊ＝１， ２，…，Ｍ读入３×Ｎ行３×Ｍ列的图像Ｇ↓［２］，赋给数组Ｂ（ｉ，ｊ），其中ｉ＝１，２，…，３×Ｎ；ｊ＝１，２，…，３×Ｍｉ从１到Ｎ，步长为１，ｊ从１到Ｍ，步长为１，进行２重循环，将Ａ（ｉ，ｊ）赋值给Ｂ（３×ｉ，３×ｊ），即用 Ｇ↓［１］的每个元素，替换图像Ｇ↓［２］的３倍行列点上的元素，得到新图像Ｇ↓［３］；ｂ．Ｓ／２分解的替代读入Ｎ行Ｍ列数字阵列Ｇ↓［１］，赋给数组Ａ（ｉ，ｊ），其中ｉ＝１，２，…，Ｎ；ｊ＝１，２，…，Ｍ读入２×Ｎ行２× Ｍ列的图像Ｇ↓［２］，赋给数组Ｂ（ｉ，ｊ），其中ｉ＝１，２，…，２×Ｎ；ｊ＝１，２，…，２×Ｍｉ从１到Ｎ，步长为１，ｊ从１到Ｍ，步长为１，进行２重循环，将Ａ（ｉ，ｊ）赋值给Ｂ（２×ｉ，２×ｊ），即用Ｇ↓［１］的每个元素，替换图像Ｇ↓ ［２］的２倍行列点上的元素，得到新图像Ｇ↓［３］；（４）用３＊３滤波器，对Ｇ↓［３］进行平滑处理，得到图像Ｇ↓［４］，滤波器结构如下：＊＊＊（５）视所使用Ｓ／３或Ｓ／２的分解方法，用Ｄ与Ｓ／３或Ｓ／２进行比较， ａ．如果Ｄ小于Ｓ／３或Ｓ／２，则将Ｇ↓［４］看成Ｇ↓［１］，重复（１）到（５）的处理；ｂ．如果Ｄ大于或等于Ｓ／３或Ｓ／２，转...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周汝良，龙晓敏，邓忠坚，
申请(专利权)人：西南林学院，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]
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