基于双三次插值的自适应图像缩放方法技术

一种基于双三次插值的自适应图像缩放方法，首先对源图像进行高斯模糊操作，以消除那些在低分辨率情况下无法显示的细节信息，避免缩放图像失真，然后查找目标图像像素点在源图像上的对应像素点位置，自适应选取对应像素点周围m个采样像素点，根据双三次插值函数求出每个采样像素点对应的权重值，根据m个采样像素点的权重值和m个采样像素点的像素值，加权求和得到缩放后的图像的像素值，最后对缩放后的图像进行锐化操作，使图像边缘清晰，得到目标图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字图像处理领域，涉及一种自适应图像缩放方法。
技术介绍
数字图像缩放是数字图像处理的基本问题，它是指图像分辨率的改变，也称图像 分辨率转换或图像尺度变换，在医学、互联网以及多媒体领域得到了广泛应用。图像缩放就 是改变图像的分辨率，其过程包括两个主要步骤首先根据源图像的像素分布以及图像特 征，重建一个可以近似表达原图像的连续函数，然后根据目标分辨率对重构函数进行重采 样，得到目标图像的像素颜色值。图像缩放主要包括图像的放大和缩小，也称作升采样和降 采样。缩小图像的主要目的包括使图像符合显示区域的大小以及生成对应图像的缩略图， 如在互联网以及多媒体领域中，高分辨率的图片经常需要在限定的小尺寸范围内显示，这 就需要用到图像缩小技术，而放大图像由于不能获得图像的更多信息以及图像的清晰度受 到影响而较少用到，但有一些放大算法能够增加图像像素个数从而使目标图像的质量超过 原始图像。目前图像缩放算法主要分为两类，一类是经典的基于像素插值的图像插值算法， 最近邻插值算法、双线性插值算法、双三次插值算法等，这些算法易于实现、速度快，但由于 插值模型的低通滤波效应，使目标图像中出现锯齿或边缘模糊等现象，如最近邻插值算法 会在目标图像边缘出现锯齿，双线性插值算法和双三次插值算法使目标图像整体变的平 滑。为保持图像边缘的清晰效果，近几年研究出了另一类基于边缘的图像插值算法，如基于 像素面积的缩放算法，该算法使用像素面积模型将像素作为一个小矩形进行处理，完成自 适应插值。此外还有一些利用小波变换，分形等进行边缘保护的图像插值算法，但计算量太 大，难于硬件实现。综上所述，双线性、双三次等各种线性插值方法由于速度快易于实现等特点，已成 为数字图像缩放应用中常用方法。然而线性插值算法会产生混叠伪影和边缘模糊等问题， 有效解决线性插值算法产生的混叠伪影和边缘模糊的问题需要进行深入研究，以期提高缩 放后的图像质量。
技术实现思路
技术问题针对现有的线性插值缩放算法中尚存的不足和限制，本专利技术提供了一 种能够有效解决现有的线性插值算法中存在的混叠伪影和边缘模糊问题，提高图像视觉效 果的。技术方案本专利技术的，包括以下步骤I)记录源图像src的宽度sw和高度sh,以及目标图像dst的宽度dw和高度dh ；2)对源图像src进行高斯模糊,得到高斯模糊图像g_blur,3)根据源图像的高度值Sh及目标图像dst的高度值dh，对步骤2)中得到的高斯 模糊图像g_blur按列进行双三次自适应插值缩放,得到中间插值图像t_image,具体步骤如下对目标图像dst从上向下逐行计算归一化后的行权重XW，归一化后的行权重XW组成行权重数组X_array，然后按列提取步骤2)中得到的高斯模糊图像8_131111·中的每一列的像素并按顺序组成列数组inpix，将高斯模糊图像g_blur中第xc列、第xr行像素的上下共 xm个像素的像素值分别乘以行权重数组x_array中对应的权重值fxw得到xm个加权结果 rx,并将得到的所有加权结果rx相加得到中间像素xp，作为中间插值图像t_image中的第 xc列、第xr行的像素，中间像素xp的像素值，即中间插值图像t_image中的第xc列、第xr行的像素值的计算公式为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双三次插值的自适应图像缩放方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1）记录源图像src的宽度sw和高度sh，以及目标图像dst的宽度dw和高度dh；2）对源图像src进行高斯模糊，得到高斯模糊图像g_blur，3）根据源图像的高度值sh及目标图像dst的高度值dh，对所述步骤2）中得到的高斯模糊图像g_blur按列进行双三次自适应插值缩放，得到中间插值图像t_image，具体步骤如下：对目标图像dst从上向下逐行计算归一化后的行权重xw，所述归一化后的行权重xw组成行权重数组x_array，然后按列提取所述步骤2）中得到的高斯模糊图像g_blur中的每一列的像素并按顺序组成列数组inpix，将所述高斯模糊图像g_blur中第xc列、第xr行像素的上下共xm个像素的像素值分别乘以行权重数组x_array中对应的权重值fxw得到xm个加权结果rx，并将得到的所有加权结果rx相加得到中间像素xp，作为中间插值图像t_image中的第xc列、第xr行的像素，所述中间像素xp的像素值，即中间插值图像t_image中的第xc列、第xr行的像素值的计算公式为：outpix[xr]=Σi=-hhinpix[i]×fxwh其中按上述方法计算得到中间插值图像t_image的所有中间像素xp，组成中间插值图像t_image；所述归一化后的行权重xw的计算方法为：31）求出缩放比例xsca=sh/dh，根据xpos=xd×xsca计算出目标图像dst的第xd行在高斯模糊图像g_blur中的对应位置xpos，32）求得选取的第一行的行序数和最后一行的行序 数并计算选取的行个数xm=lpos?fpos+1，33）令行序数xs分别为fpos，fpos+1,...,lpos，求出行序数xs与xpos在y方向的距离xa，将所述距离xa除以xsca，得到规范后的行距离xdis，将所述规范后的行距离xdis代入双三次插值函数：式中，fxw为双三次插值权重值，B为图像模糊调节程度，C为锯齿现象的调节程度，x2为输入变量，确定高斯模糊图像g_blur的调整后的行序数xsn，当xssh?1时，xsn＝sh?1，当0≤xs≤sh?1时，xsn=xs，由目标图像dst行序数xd、高斯模糊图像g_blur的调整后的行序数xsn和双三次插值权重值fxw组成权重元素ew，按上述方法求取所有xm个权重元素ew，由所述xm个权重元素ew组成目标图像dst第xd行权重xw1，将所述权重xw1中的双三次插值权重值fxw进行归一化得到所述归一化后的行权重xw；4）根据源图像的宽度值sw及目标图像的宽度值dw，对所述步骤3）中得到的中间插值图像t_image按行进行双三次自适应插值缩放，得到缩放图像r_image，具体步骤如下：对目标图像dst从上向下逐列计算归一化后的列权重yw，所述归一化后的列权重组成列权重数组y_array，然后按行提取所述步骤3）中得到的中间插值图像t_image中的每一行的像素并按顺序组成行数组inpix，将所述中间插值图像t_image中第yc列、第yr行像素的上下共ym个像素的像素值分别乘以行权重数 组y_array中对应的权重值fyw得到ym个加权结果ry，并将得到的所有的加权结果ry相加得到缩放像素yp，作为缩放图像r_image中的第yc列、第yr行的像素，所述缩放像素yp的像素值，即缩放图像r_image中的第yc列、第yr行的像素值的计算公式为：outpix[yr]=Σi=-hhinpix[i]×fywh其中按上述方法计算得到缩放图像r_image的所有缩放像素yp，组成缩放图像r_image；所述归一化后的列权重yw的计算方法为：41）求出缩放比例ysca=sw/dw，根据ypos＝yd×ysca计算出目标图像dst的第yd行在中间插值图像t_image中的对应位置ypos，42）求得选取的第一列的列序数和最后一列的列序数并计算选取的列个数ym=lypos?fypos+1，43）令列序数ys分别为fypos，fypos+1,...,lypos，求出列序数ys与ypos在x方向的距离ya，将所述距离ya除以ysca，得到规范后的列距离ydis，将所述规范后的列距离ydis代入所述步骤33）中的插值函数，得到双三次插值权重值fyw，确定中间插值图像t_image的调整后的列序数ysn，当yssw?1时，ysn＝sw?1，当0≤ys≤sw?1时，ysn=ys，由目标图像dst列序数yd、中间插值...

【技术特征摘要】
1.一种基于双三次插值的自适应图像缩放方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 1)记录源图像src的宽度sw和高度sh,以及目标图像dst的宽度dw和高度dh； 2)对源图像src进行高斯模糊,得到高斯模糊图像g_blur, 3)根据源图像的高度值sh及目标图像dst的高度值dh，对所述步骤2)中得到的高斯模糊图像g_blur按列进行双三次自适应插值缩放,得到中间插值图像t_image,具体步骤如下 对目标图像dst从上向下逐行计算归一化后的行权重xw，所述归一化后的行权重xw组成行权重数组X_array，然后按列提取所述步骤2)中得到的高斯模糊图像8_131111'中的每一列的像素并按顺序组成列数组inpix,将所述高斯模糊图像g_blur中第xc列、第xr行像素的上下共xm个像素的像素值分别乘以行权重数组x_array中对应的权重值fxw得到xm个加权结果rx，并将得到的所有加权结果rx相加得到中间像素xp，作为中间插值图像t_image中的第xc列、第xr行的像素，所述中间像素xp的像素...

【专利技术属性】
技术研发人员：达飞鹏，潘仁林，陶海跻，王辰星，郭涛，刘健，何学勇，
申请(专利权)人：焦点科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：