專利名稱：一種針對不同尺寸顯示終端的圖像自適應(yīng)顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對不同尺寸顯示終端上的圖像自適應(yīng)顯示方法，屬于圖像、多 媒體信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，三網(wǎng)融合成為必然的趨勢。三網(wǎng)融合的 推進(jìn)使得移動(dòng)電話、掌上電腦及智能手機(jī)等小屏幕設(shè)備對多媒體資源的使用越來越廣泛， 在這些屏幕分辨率小、帶寬和處理能力都有限的移動(dòng)終端上顯示圖像，成為了一個(gè)突出問 題。并且隨著“三網(wǎng)”的進(jìn)一步融合以及3G通信網(wǎng)絡(luò)的推廣，導(dǎo)致了終端設(shè)備的多樣性，然 而通常一幅圖像的制作往往只是針對某一類顯示終端的，因此，對于將一幅尺寸大的高清 圖片傳輸?shù)狡聊怀叽缧∏曳直媛实偷娘@示終端上進(jìn)行顯示時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)圖像變形失真、 或畫面中的一些關(guān)鍵細(xì)節(jié)區(qū)域丟失等問題，從而影響了觀眾欣賞質(zhì)量。針對以上問題，迫切 需要一種針對不同低分辨率顯示終端上對圖像的自適應(yīng)顯示技術(shù)，以滿足圖像內(nèi)容不失真 的同時(shí)避免重要內(nèi)容的丟失，以提供最好的觀眾瀏覽體驗(yàn)。近幾年，已經(jīng)有越來越多的研究者開始關(guān)注圖像自適應(yīng)顯示這個(gè)問題。圖像自適 應(yīng)顯示的關(guān)鍵問題是如何獲取圖像的重要內(nèi)容，以及使其重要內(nèi)容或關(guān)注對象區(qū)域能夠很 好的在不同尺寸、不同分辨率的屏幕上顯示出來。傳統(tǒng)的顯示方法包括尺度變換技術(shù)和剪 切技術(shù)。尺度變換就是對原始圖像進(jìn)行均勻采樣，這種技術(shù)對于從高清的大屏幕顯示變換 到低分辨率的小屏幕進(jìn)行顯示時(shí)，會(huì)造成圖像的變形失真，以致觀賞質(zhì)量嚴(yán)重降低。剪切技 術(shù)主要是通過直接剪切掉邊緣區(qū)域來實(shí)現(xiàn)圖像的重新顯示，然而這種方法對不同的顯示尺 寸可能會(huì)減掉一些重要信息區(qū)域，從而造成一些圖像的關(guān)鍵細(xì)節(jié)的丟失。圖4b為直接按比 例進(jìn)行尺度縮放后的顯示，可見圖像背景及其中人物的尺寸產(chǎn)生了嚴(yán)重失真，且屏幕尺寸 越小，分辨率越低，產(chǎn)生的失真越明顯。圖4c為直接按比例剪切后的顯示，圖中由于直接按 比例對圖像邊緣剪切，使得圖中的重要區(qū)域顯示不完整，造成圖片重要內(nèi)容的殘缺。因此， 為了保證圖片中的重要區(qū)域能夠完整清晰地重現(xiàn)在顯示屏幕上，需要解決的關(guān)鍵問題是如 何自動(dòng)獲取圖像的重要區(qū)域，以及如何對重要區(qū)域，即最關(guān)注的區(qū)域，進(jìn)行自動(dòng)定位顯示。 由此提出了以視覺關(guān)注特性為基礎(chǔ)，根據(jù)人的視覺刺激機(jī)制的原理，通過視覺注意模型的 方式來自動(dòng)獲取人對于圖像關(guān)注的主要部分，也就是體現(xiàn)圖像內(nèi)容最重要的部分，通過以 這些視覺關(guān)注區(qū)域?yàn)橹行牡娘@示比例自動(dòng)調(diào)整，來解決在傳統(tǒng)方法中通常出現(xiàn)的圖像變形 失真或主要關(guān)注區(qū)域殘缺不全的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對大尺寸圖像在小尺寸屏幕低分辨率顯示器進(jìn)行顯示時(shí)存在的變形失 真及關(guān)鍵細(xì)節(jié)的丟失等問題，提供一種能夠自適應(yīng)的調(diào)整圖像尺寸、保證圖像重要區(qū)域信 息完整顯示以及圖像失真最小的針對不同尺寸顯示終端的圖像自適應(yīng)顯示方法。該方法基 于視覺注意特性，從人類視覺系統(tǒng)的特性出發(fā)，構(gòu)建視覺注意模型來有效提取圖像的顯著區(qū)域，即圖像關(guān)注區(qū)域，在此基礎(chǔ)上，自適應(yīng)的調(diào)整圖像尺寸，使在滿足顯示尺寸的同時(shí)，保 證圖像重要區(qū)域信息完整顯示，使得圖像失真降低到最小。本發(fā)明的針對不同尺寸顯示終端的圖像自適應(yīng)顯示方法，包括以下步驟(1)視覺注意模型的構(gòu)建首先分別計(jì)算圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的局部對照顯著性和 全局對照顯著性，得到局部顯著圖和全局顯著圖；然后將局部顯著圖和全局顯著圖進(jìn)行有 效地組合；最后將結(jié)合的結(jié)果作為每個(gè)像素點(diǎn)全局顯著性的權(quán)值，對全局顯著性進(jìn)行加權(quán)， 得到最終的顯著圖；由于人們最先關(guān)注的顯著對象往往是通過特征間的全局競爭得到，然而這只考慮 全局對照顯著性，圖像中一些局部細(xì)節(jié)顯著區(qū)域無法檢測到；對于僅考慮局部對照的視覺 注意模型往往檢測到的是一些顯著點(diǎn)或邊緣區(qū)域，而不能檢測到完整的對象區(qū)域。因此，本 發(fā)明考慮將局部對照和全局對照顯著性結(jié)合起來可以克服以上所述缺點(diǎn)。結(jié)合方法采用將 全局對照顯著性作為主要顯著區(qū)域檢測部分，將局部和全局顯著性結(jié)合的結(jié)果作為全局顯 著性的加權(quán)系數(shù)，與全局顯著性進(jìn)行加權(quán)得到最終的顯著圖。(2)最顯著位置的標(biāo)定將得到的最終的顯著圖進(jìn)行分塊，找到顯著能量最大的 塊標(biāo)定為顯著圖中最顯著的位置；(3)自適應(yīng)調(diào)整以標(biāo)定的最大顯著值位置的中心為坐標(biāo)軸原點(diǎn)，根據(jù)目標(biāo)顯示 器尺寸及比例，逐步向χ、y正負(fù)坐標(biāo)軸方向擴(kuò)大顯示窗口，在增大顯示窗口的過程中，始終 保持顯示窗口在顯著圖中對應(yīng)像素的平均能量達(dá)到最大，直到顯示窗口達(dá)到要求的目標(biāo)顯 示圖像的尺寸大小為止。所述步驟(1)中計(jì)算圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的局部對照顯著性采用多尺度、變窗口的 低級特征局部對照方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下①首先采用滑動(dòng)的變窗口來計(jì)算每一像素點(diǎn)的亮度、紋理和顏色的局部對照值， 在計(jì)算每一位置像素的對照值時(shí)，該位置與窗口的中心像素相對應(yīng)，計(jì)算該點(diǎn)與周圍窗口 大小的區(qū)域的對照，所得的值作為該位置點(diǎn)的局部對照值；對亮度、紋理、顏色分別計(jì)算，得 到三幅局部對照圖基于韋伯-費(fèi)克納(Weber-Fechner)法則的亮度局部對照計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.一種針對不同尺寸顯示終端的圖像自適應(yīng)顯示方法，其特征在于，包括以下步驟(1)視覺注意模型的構(gòu)建首先分別計(jì)算圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的局部對照顯著性和全局 對照顯著性，得到局部顯著圖和全局顯著圖；然后將局部顯著圖和全局顯著圖進(jìn)行有效地 組合；最后將結(jié)合的結(jié)果作為每個(gè)像素點(diǎn)全局顯著性的權(quán)值，對全局顯著性進(jìn)行加權(quán)，得到 最終的顯著圖；(2)最顯著位置的標(biāo)定將得到的最終的顯著圖進(jìn)行分塊，找到顯著能量最大的塊標(biāo) 定為顯著圖中最顯著的位置；(3)自適應(yīng)調(diào)整以標(biāo)定的最大顯著值位置的中心為坐標(biāo)軸原點(diǎn)，根據(jù)目標(biāo)顯示器尺 寸及比例，逐步向χ、y正負(fù)坐標(biāo)軸方向擴(kuò)大顯示窗口，在增大顯示窗口的過程中，始終保持 顯示窗口在顯著圖中對應(yīng)像素的平均能量達(dá)到最大，直到顯示窗口達(dá)到要求的目標(biāo)顯示圖 像的尺寸大小為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對不同尺寸顯示終端的圖像自適應(yīng)顯示方法，其特征在 于，所述步驟(1)中計(jì)算圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的局部對照顯著性采用多尺度、變窗口的低級 特征局部對照方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下①首先采用滑動(dòng)的變窗口來計(jì)算每一像素點(diǎn)的亮度、紋理和顏色的局部對照值，在計(jì) 算每一位置像素的對照值時(shí)，該位置與窗口的中心像素相對應(yīng)，計(jì)算該點(diǎn)與周圍窗口大小 的區(qū)域的對照，所得的值作為該位置點(diǎn)的局部對照值；對亮度、紋理、顏色分別計(jì)算，得到三 幅局部對照圖基于韋伯-費(fèi)克納(Weber-Fechner)法則的亮度局部對照計(jì)算公式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對不同尺寸顯示終端的圖像自適應(yīng)顯示方法，其特征在 于，所述步驟(1)中，計(jì)算圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的全局對照顯著性采用基于顏色特征的全局 對照得到，將顏色特征的差異作為衡量兩個(gè)像素間特征的差異；在全局顯著性計(jì)算中，采用 圖像塊的方式，在CIE IA^b顏色空間中，計(jì)算當(dāng)前像素塊與周圍其他所有像素塊的歐氏距 離的和作為該像素塊中心像素點(diǎn)的全局對照值；全局對照顯著圖S_GlcAal由下式得到S—Global (k) = Σ jdis (pk, Pj)其中dis(pk，Pj)表示兩像素塊在CIE 顏色空間中的歐式距離，k為當(dāng)前計(jì)算的 像素，S_Global (k)越大，表示該像素點(diǎn)全局顯著性越大。所述步驟(1)中得到最終的顯著圖的具體實(shí)現(xiàn)方法是采用將全局對照顯著性作為主要顯著區(qū)域檢測部分，將局部對照顯著圖S_Local和全 局對照顯著圖S_Global進(jìn)行結(jié)合得到的結(jié)果ω作為全局顯著圖S_Global的權(quán)值，得到最 終的顯著圖S;ω = ω ^ (S_Local) + ω 2N (S_Global)S = co*S_GlcAal其中CO1和ω2分別為S_Local和S_Global結(jié)合的權(quán)系數(shù)，且滿足Σ = I0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對不同尺寸顯示終端的圖像自適應(yīng)顯示方法，其特征在 于，所述所述步驟(2)的具體實(shí)現(xiàn)方法是，將最終的顯著圖分成大小為8X8的塊，由于顯著 圖是一幅用灰度表示顯著性強(qiáng)弱的圖像，灰度值越大的地方，顯著性越強(qiáng)，因此通過計(jì)算每 個(gè)塊的灰度平均值，找到顯著能量最大的塊標(biāo)定為該圖像中最顯著的位置點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對不同尺寸顯示終端的圖像自適應(yīng)顯示方法，其特征在 于，所述所述步驟(3)自適應(yīng)調(diào)整的步驟為①以步驟O)中得到的最顯著的塊的中心作為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)，顯示窗口按照目標(biāo)顯示 圖像尺寸大小逐步向x、y正負(fù)坐標(biāo)軸方向擴(kuò)大，在擴(kuò)大顯示窗口的過程中，始終保持顯示 窗口在顯著圖中對應(yīng)像素的平均能量達(dá)到最大；②如果窗口達(dá)到目標(biāo)顯示圖像的大小，則顯示自適應(yīng)后的圖像，否則繼續(xù)調(diào)整擴(kuò)大窗口，直到達(dá)到要求顯示的圖像尺寸為止。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種針對不同尺寸顯示終端上的圖像自適應(yīng)顯示方法，包括以下步驟(1)視覺注意模型的構(gòu)建，得到最終的顯著圖；(2)最顯著位置的標(biāo)定將得到的最終的顯著圖進(jìn)行分塊，找到顯著能量最大的塊標(biāo)定為顯著圖中最顯著的位置；(3)自適應(yīng)調(diào)整以標(biāo)定的最大顯著值位置的中心為坐標(biāo)軸原點(diǎn)，根據(jù)目標(biāo)顯示器尺寸及比例，逐步向x、y正負(fù)坐標(biāo)軸方向擴(kuò)大顯示窗口。本發(fā)明避免了圖像在不同尺寸顯示器上顯示時(shí)容易出現(xiàn)的重要關(guān)注區(qū)域丟失的問題，且使圖像的重要區(qū)域，也就是觀賞者最關(guān)注的區(qū)域的視覺失真降到最低，保持顯示內(nèi)容中的顯著性對象準(zhǔn)確完整。
文檔編號(hào)G06F3/048GK102063258SQ20101061754
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者劉琚, 孫建德, 張 杰, 楊彩霞 申請人:山東大學(xué)