基于边缘检测的图像缩放的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于边缘检测的图像缩放的方法。传统的图像缩放方法缩放后的图像会出现边缘模糊或边缘锯齿等现象。本发明专利技术包括以下步骤：（ａ）利用缩放前后图像的大小，获得待插点在原始图中的坐标位置；（ｂ）利用图像像素点具有的空间相关性，递归判断边缘的存在并确定边缘的方向；（ｃ）利用步骤（ｂ）判断出的边缘特性，对非边缘区域采用传统的的三次卷积插值法，对边缘区域则按边缘方向的双线性插值。采用本发明专利技术方法可以大大提高边缘判断的准确性。同时，该发明专利技术针对边缘部分，利用精确的四边形插值方法，获得很好的插值效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像格式转换
，特别涉及一种。
技术介绍
目前，显示器件的类型越来越丰富，除了传统的CRT扫描电视显示器外，还出现了大量的诸如PDP，LCD，DLP及LCOS等数字平板或投影显示器，这些显示器由于自身特点和应用场合的不同，都有各自最佳的显示大小。另一方面，输入这些显示设备的图像信号的大小也有很宽的变换范围。基于此，必然需要对图像进行缩小、放大处理。除此之外，为使用户专注于图像的某个细节或获得图像的整体概貌等也都需要对图像进行缩放处理。传统的图像缩放方法，例如最近邻点插值，线性插值，三次样条插值等缩放后的图像会出现边缘模糊或边缘锯齿等现象。申请号为03128929.0的专利技术专利公开了一种用二维多相插值滤波器的方法，该方法在图像水平垂直方向都用一种抽样函数选出用来插值计算的点，再用这些点进行线性插值。该方法未考虑到图像的边缘特性，必然会造成边缘的模糊或锯齿。申请号为US6832009B1的专利技术专利公开了一种基于边缘的插值算法，该方法虽考虑了目标点与相邻点的相似度，但未考虑到边缘的延续性，只根据目标点与相邻点判断边缘方向，必然会影响判断准确性，不能达到很好的边缘缩放效果。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷或不足，提供一种，可对图像在获得最佳视觉效果的情况下做宽范围的图像缩放，特别地，可对图像边缘的缩放获得很好的视觉效果。该方法包括以下步骤(a)利用缩放前后图像的大小，获得待插点在原始图中的坐标位置；(b)利用图像像素点具有的空间相关性，递归判断边缘的存在并确定边缘的方向；(c)利用步骤(b)判断出的边缘特性，对非边缘区域采用传统的的三次卷积插值法(cubic)，对边缘区域则按边缘方向的双线性插值。步骤(a)利用方程(1-1)、(1-2)计算缩放后第r列s行待插值像素点在原始图像的坐标位置r=WpreWcur×i----(1-1)]]>s=HpreHcur×j----(1-2)]]>其中Wpre、Hpre分别为原始图像宽度、高度，Wcur、Hcur分别为缩放后的图像的宽度、高度，i、j为像素在缩放后的图像中的坐标位置。步骤(b)利用图像像素点的空间相关性，判断出边缘的存在并确定边缘的方向需要如下步骤(1)在目标像素上、下两个相邻原始像素行，以3个水平相连像素为一组，计算七个候选方向边缘的相似性；(2)比较七个候选方向的相似性，相似性大的一个作为该目标点边缘的方向。步骤(1)中以3个水平相连像素为一组，使用如下方程计算边缘的相似性D(k)=Σh=-11(|F(m+k+h,n-1)-F(m+h,n)|*(C(k)+G(k)))---k=----(2)]]>步骤(2)比较方程(2)中D(k)值，选择其中最小值所对应的方向为该点的边缘方向K0。K0＝min(D(k)|k＝) (3)其中，k表示七个候选方向，D(k)表示在k方向的相似度，该值越小对应该方向的相似性越大。F(m，n)表示需要进行边缘方向检测的目标像素，F(m，n-1)表示需要进行边缘方向检测的目标像素上一相邻行的原始像素，C(k)是计算相似性时对边缘方向加权的一个系数，一般地，|k|越大(与水平夹角越小)该值越大。方程中的G(k)表示插值点在k方向边缘延续性。图像中物体的边缘越长，边缘的延续性就越好，G(k)就越小，使边缘延续性强的方向更容易被检测到。G(k)按下述步骤递归生成1.初始化图像各点的G(k)值为常数C。2.若根据方程(2)、(3)得到像素F(m，n)的边沿方向为K0，则令下一相邻行的像素F(m-k0，n+1)的G(k)值由方程(4-1)、(4-2)生成，像素F(m-k0±1，n+1)的G(k)值由方程(4-3)、(4-4)生成。G(Ko)(m+K0,n+1)=G(K0)(m,n)-a,G(K0)(m,n)>a+11,G(K0)(m,n)≤a+1----(4-1)]]>G(Ko±1)(m+K0,n+1)=G(K0)(m,n)-b,G(K0)(m,n)>b+11,G(K0)(m,n)≤b+1----(4-2)]]>G(Ko)(m+K0±1,n+1)=G(K0)(m,n)-c,G(K0)(m,n)>c+11,G(K0)(m,n)≤c+1----(4-3)]]>G(Ko±1)(m+K0±1,n+1)=G(K0)(m,n)-d,G(K0)(m,n)>d+11,G(K0)(m,n)≤d+1----(4-4)]]>其中G(K0)(m，n)表示像素F(m，n)在K0方向的G(k)值。a，b，c，d都为常数，且满足条件0＜d≤c＜C，0＜b≤a＜C，c＜a。步骤(c)针对非边缘区，在水平方向采用三次卷积插值，特别地，采用六点三次卷积插值的方程如下 其中s即为原始像素与待插点的水平方向的距离。在垂直方向则采用两点线性插值。步骤(c)针对插值点所在的不同边缘区域，分别进行不同的双线性插值，需要如下步骤(1)根据边缘方向选定用来计算插值的相邻两行四个原始像素点P(m+j，n)、P(m+j+1，n)、P(m+k，n+1)、P(m+k+1，n+1)，其中m为该插值点在原始图中的左上邻点的水平坐标位置，n为该插值点在原始图中的左上邻点的垂直坐标位置，j为插值点上一相邻行边缘点与原始图中的左上邻点的水平偏差，k为插值点下一相邻行边缘点与原始图中的左上邻点的水平偏差，j＝，k＝；(2)用如下方程组计算待插点的像素值dh＝s-n(6-1)dl＝dh×(k-j)+(m-j)-r (6-2)Pab＝dl×Pa+(1-dl)×Pb(6-3)Pcd＝dl×Pc+(1-dl)×Pd(6-4)Prs＝Pab×(1-dl)+Pcd×dl (6-5)其中，(r，s)为步骤(1)计算得的插值点在原始图中的坐标位置，Pa、Pb、Pc、Pd分别为四个边缘点的像素值，Pab为Pa与Pb的插值，Pcd为Pc与Pd的插值，Prs为最终插值点的像素值，由Pab、Pcd垂直方向插值获得。该专利技术可以对各种图像任意比例的缩放，特别地，该专利技术适用于电视图像信号的缩放运算。由于人眼对图像边缘特别敏感，因此边缘部分缩放的视觉效果很大程度上决定了整幅图像的缩放效果。但图像的边缘很难判断准确，仅用传统的边缘判断方法是不够的。针对这一点，该专利技术利用待插值点邻近像素以及处理获得的图像边缘信息，递归判断待插点的边缘属性，可以大大提高边缘判断的准确性。同时，该专利技术针对边缘部分，利用精确的四边形插值方法，获得很好的插值效果。附图说明图1是本专利技术框图；图2是获得插值位置示意图示意图；图3图像边缘示意图；图4是求取边缘强度参数示意图； 图5为非边缘区插值示意图；图6为计算边缘插值的像素点选取示意图；图7是沿边缘方向插值示意图；具体实施方式图1说明了本专利技术方法。输入的图像首先根据方程(1-1)、(1-2)获得插值点的坐标位置，具体获得方法可参考图2。接着对输入图像的边缘特性进行判断。判断时本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于边缘检测的图像缩放的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（ａ）利用缩放前后图像的大小，获得待插点在原始图中的坐标位置；（ｂ）利用图像像素点具有的空间相关性，递归判断边缘的存在并确定边缘的方向；（ｃ）利用步骤（ｂ）判断出的边缘特性，对非边缘区域采用传统的三次卷积插值法，对边缘区域则按边缘方向的双线性插值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，叶丰，周艇，张明，
申请(专利权)人：杭州国芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]