專利名稱：一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，具體涉及到數(shù)字圖像的縮放技術(shù)，其屬于數(shù)字圖像處理領(lǐng)域類。
背景技術(shù)：
圖像縮放(image scaling)是數(shù)字圖像處理的基本技術(shù)之一。它是指對(duì)數(shù)字圖像的寬高進(jìn)行調(diào)整的過程。圖像縮放可以通過兩次縮放即水平縮放和垂直縮放來實(shí)現(xiàn)。水平縮放改變圖像水平像素?cái)?shù)量，垂直縮放改變圖像垂直像素的數(shù)量。如圖像從640(寬)X480(高)(寬高比為4:3)到1920X1080 (寬高比為16:9)，可以先進(jìn)行垂直縮放將圖像放大到640 X 1080，然后通過水平縮放將圖像像素從640X1080調(diào)整到1920X1080。這兩次縮放的算法原理是相同的。在圖像縮放中有一個(gè)重要的問題就是縮放過程中圖像邊緣處理的問題，所述圖像邊緣指的是圖像中物體與圖像中其它物體或背景間的分界線，如果這分界線平行于水平軸線我們定義為水平邊緣，如果這分界線垂直于水平軸線我們定義為垂直邊緣。在現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)字圖像縮放方法有最近鄰方法、雙線性插值方法、雙三次插值等。最近鄰插值比較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，但該方法會(huì)在結(jié)果圖像中產(chǎn)生有明顯的邊緣鋸齒。雙線性插值法具有平滑功能，能有效地克服最近鄰法的不足，但會(huì)使圖像細(xì)節(jié)和邊緣變模糊。雙三次插值能提供了較好的折衷，但沒有完全有效地解決邊緣鋸齒和邊緣模糊問題，這是插值縮放最大的問題。為了最終解決數(shù)字圖像縮放過程中產(chǎn)生的邊緣鋸齒和邊緣模糊，亦有學(xué)者提出過基于邊緣檢測(cè)的縮放方法，其要點(diǎn)是先檢測(cè)圖像的亞像素邊緣，然后對(duì)邊緣像素和非邊緣像素分別進(jìn)行插值。對(duì)于邊緣像素，進(jìn)行基于曲線擬合的插值。而對(duì)非邊緣像素，進(jìn)行雙線性插值。此方法的縮放效果依賴于亞像素邊緣檢測(cè)結(jié)果的好壞。而亞像素邊緣檢測(cè)方法(如Canny邊緣檢測(cè)方法)不僅非常復(fù)雜，而且往往難以得到穩(wěn)定的檢測(cè)結(jié)果。依以上所述，顯然現(xiàn)有技術(shù)有進(jìn)一步改進(jìn)的必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。本發(fā)明的一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，包括對(duì)目標(biāo)圖像對(duì)應(yīng)的原始圖像進(jìn)行方向和強(qiáng)度檢測(cè)，然后根據(jù)方向和強(qiáng)度檢測(cè)的結(jié)果確定一個(gè)插值濾波器對(duì)原始圖像進(jìn)行處理得到目標(biāo)像素值，其特征在于所述插值濾波器為復(fù)合插值濾波器，其由相對(duì)平滑的插值濾波器和相對(duì)銳利的插值濾波器分別根據(jù)其對(duì)應(yīng)的權(quán)重修正后相加復(fù)合而成，所述方向和強(qiáng)度檢測(cè)包括以與目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的原始圖像像素點(diǎn)為中心取nXn個(gè)像素點(diǎn)，分別計(jì)算水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值(方向絕對(duì)差之和)，對(duì)水平縮放根據(jù)四個(gè)方向的SAD值計(jì)算水平邊緣置信度，對(duì)于垂直縮放根據(jù)四個(gè)方向的SAD值計(jì)算垂直邊緣置信度，對(duì)水平縮放按水平邊緣置信度越高，權(quán)重越大的原則基于水平邊緣置信度設(shè)定相對(duì)平滑的插值濾波器的權(quán)重，對(duì)于垂直縮放，按垂直邊緣置信度越高，權(quán)重越大的原則基于垂直邊緣置信度設(shè)定相對(duì)平滑的插值濾波器的權(quán)重，相對(duì)平滑的插值濾波器定義為filter_sm00th，相對(duì)銳利的插值濾波器定義為filter_sharp,復(fù)合濾波器定義為filter_intel,相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重定義為w_smooth,則:
filter_intel =(w_smooth) Xfilter_smooth+ (1- w_smooth) Xfilter_sharp 其中 O < w_smooth ^ I。作為優(yōu)選，所述水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值計(jì)算方向SAD的計(jì)算，水平方向的SAD定義為SAD_H，垂直方向的SAD定義為SAD_V，對(duì)角線方向的SAD定義為SAD_D,反對(duì)角線方向的SAD定義為SAD_A，所述SAD_H為nXn個(gè)像素點(diǎn)中行相鄰像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和,SAD_V為η X η個(gè)像素點(diǎn)中列相鄰像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和,SAD_D為η X η個(gè)像素點(diǎn)中對(duì)角線相鄰像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和，SAD_A為η X η個(gè)像素點(diǎn)中反對(duì)角線相鄰像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和。作為前述優(yōu)選方案的進(jìn)一步優(yōu)先之一，在原始圖像是RGB圖像的情況下，取RGB圖像的Y分量(灰度值)分別計(jì)算所述水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值；
作為前述優(yōu)選方案的進(jìn)一步優(yōu)選之二，在原始圖像是RGB圖像的情況下，分別計(jì)算RGB三個(gè)通道的水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值，分別取它們中的最大值作為當(dāng)前目標(biāo)像素點(diǎn)的水平方向、垂直方向、對(duì)角線方向以及反對(duì)角線方向的SAD值。作為進(jìn)一步優(yōu)選，對(duì)于水平縮放，所述水平邊緣置信度為w_dir ；
所述 w_dir = min (I, max (O, k_p X w_dir_p — k_n X w_dir_n))；
其中:
w_dir為水平邊緣置信度； w_dir_p為水平邊緣正置信度； w_dir_n為水平邊緣負(fù)置信度； k_p>0為正因素調(diào)整系數(shù)； k_n>0為負(fù)因素調(diào)整系數(shù)；
其中:
水平邊緣正置信度w_dir_p為max (O, SAD_V_SAD_H)；
水平邊緣負(fù)置信度 w_dir_n 為 w_dir_n0+w_dir_nl+w_dir_n2+w_dir_n3 ；
其中:
w_dir_n0 = min_SAD，w—dir—ηI = avg—SAD，w_dir_n2 = max(0，SAD—H_min—SAD)，
w_dir_n3 = min( max(0，SAD—A-SAD—V)， max(0，SAD—D-SAD—V))
其中:
所述min_SAD為水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的最小值；
所述avg_SAD為水平、 垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的均值；
本優(yōu)選方案，給出了通過水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值計(jì)算水平邊緣置信度的一種方法，對(duì)于任何一幅圖像來說，一般會(huì)存在平行于水平方向的水平邊緣以及垂直于水平方向的垂直邊緣，在通過水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值計(jì)算水平邊緣置信度的函數(shù)關(guān)系式中，我們限定了當(dāng)目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)原始圖像中的水平邊緣或者近水平方向的邊緣時(shí)，水平邊緣置信度較大，如果對(duì)應(yīng)原始圖像中的垂直邊緣或者近垂直方向邊緣時(shí)，水平邊緣置信度較??；
作為優(yōu)選，對(duì)于水平縮放，所述相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重w_sm00th依據(jù)下式得到: w_smooth = min (I, kX ( w_dir 'alpha)),
其中，k>=l, alpha>=l均為變換調(diào)整參數(shù),所述w_dir ~alpha我們稱之為水 平變換函數(shù)，其意義在于當(dāng)水平邊緣置信度較小的時(shí)候，此時(shí)不大可能是水平邊緣，可以將平滑濾波器權(quán)重進(jìn)一步降低，使復(fù)合濾波器filter_intel更傾向于相對(duì)銳利濾波器；當(dāng)水平邊緣置信度較大的時(shí)候，此時(shí)是比較可靠的水平邊緣，將相對(duì)平滑濾波器權(quán)重進(jìn)一步提高，使復(fù)合濾波器filter_intel更傾向于相對(duì)平滑濾波器。作為進(jìn)一步優(yōu)選，對(duì)于垂直縮放，定義所述垂直邊緣置信度為v_dir ；
所述 v_dir = min (I, max (O, k_p X v_dir_p — k_nXv_dir_n))；
其中:
v_dir為垂直邊緣置信度； v_dir_p為垂直邊緣正置信度； v_dir_n為垂直邊緣負(fù)置信度； k_p>0為正因素調(diào)整系數(shù)； k_n>0為負(fù)因素調(diào)整系數(shù)；
其中:
垂直邊緣正置信度v_dir_p為max (O, SAD_H-SAD_V)；
垂直邊緣負(fù)置信度 v_dir_n 為 v_dir_n0+v_dir_nl+v_dir_n2+v_dir_n3 ；
其中:
v_dir_n0 = min_SAD，v_dir_nl = avg—SAD，v_dir_n2 = max(0，SAD—V_min—SAD)，
v_dir_n3 = min( max(0，SAD—A-SAD—V， max(0，SAD—D-SAD—V))
其中:
所述min_SAD為水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的最小值；
所述avg_SAD為水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的均值；
本優(yōu)選方案，給出了通過水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值計(jì)算垂直邊緣置信度的一種方法，亦如前所述那樣對(duì)于任何一幅圖像來說，一般會(huì)存在平行于水平方向的水平邊緣以及垂直于水平方向的垂直邊緣，在通過水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值計(jì)算垂直邊緣置信度的函數(shù)關(guān)系式中，我們限定了當(dāng)目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)原始圖像中的垂直邊緣或者近垂直方向的邊緣時(shí)，垂直邊緣置信度較大，如果目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)原始圖像中的水平邊緣或者近水平方向邊緣時(shí)，垂直邊緣置信度較小；
作為優(yōu)選，對(duì)于垂直縮放，所述相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重《—smooth依據(jù)下式得到: w_smooth = min (I, kX ( v_dir 'alpha)),
其中，k>=l，alpha>=l均為變換調(diào)整參數(shù)，所述“v_dir ~alpha”我們稱之垂直變換函數(shù)，其意義在于當(dāng)垂直邊緣置信度較小的時(shí)候，此時(shí)不大可能是垂直邊緣，可以將相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重進(jìn)一步降低，使復(fù)合濾波器filter_intel更傾向于相對(duì)銳利濾波器；當(dāng)垂直邊緣置信度較大的時(shí)候，此時(shí)是比較可靠的垂直邊緣，將相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重進(jìn)一步放大，使復(fù)合濾波器filter_intel更傾向于相對(duì)平滑濾波器。本發(fā)明的方法，本質(zhì)上是水平縮放時(shí)對(duì)于水平邊緣最終采用的復(fù)合插值濾波器相對(duì)平滑，垂直縮放時(shí)則對(duì)于垂直邊緣最終采用的復(fù)合插值濾波器相對(duì)平滑，同時(shí)本發(fā)明的復(fù)合插值濾波器是由相對(duì)平滑的插值濾波器和相對(duì)銳利的插值濾波器分別根據(jù)其對(duì)應(yīng)的權(quán)重修正后相加復(fù)合而成的，而相對(duì)平滑的插值濾波器和相對(duì)銳利的插值濾波器的權(quán)重則是以目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的原始圖像像素點(diǎn)為中心，選定nXn個(gè)像素點(diǎn)，并通過計(jì)算其水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值，最終以SAD值為基礎(chǔ)，在水平縮放中計(jì)算出相應(yīng)的水平邊緣置信度，在垂直縮放中計(jì)算出相應(yīng)的垂直邊緣置信度而最終確定的，本發(fā)明最終實(shí)現(xiàn)了在水平縮放時(shí)，對(duì)水平邊緣或近水平方向的邊緣的目標(biāo)像素點(diǎn)采用相對(duì)平滑的復(fù)合插值濾波器來進(jìn)行插值，對(duì)垂直邊緣或近垂直方向的邊緣的目標(biāo)像素則采用相對(duì)銳利的復(fù)合插值濾波器來進(jìn)行插值。對(duì)于垂直縮放，對(duì)垂直邊緣或近垂直方向的邊緣的目標(biāo)像素采取相對(duì)平滑的復(fù)合插值濾波器來進(jìn)行插值，對(duì)水平邊緣或近水平方向的邊緣的目標(biāo)像素采用相對(duì)銳利的復(fù)合插值濾波器來進(jìn)行插值。顯然對(duì)于水平縮放時(shí)的水平邊緣以及垂直縮放時(shí)的垂直邊緣采用相對(duì)平滑的插值濾波器插值，不會(huì)帶來鋸齒問題，而于水平縮放時(shí)的垂直邊緣以及垂直縮放時(shí)的水平邊緣采用相對(duì)銳利的插值濾波器插值，可確保邊緣的清晰度，本發(fā)明在水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值的計(jì)算的基礎(chǔ)上，只附加了水平強(qiáng)邊緣和垂直強(qiáng)邊緣的檢測(cè)，就較好地解決了插值法縮放長(zhǎng)期以來無法克服的邊緣鋸齒和邊緣模糊問題，另外檢測(cè)比較簡(jiǎn)單而且結(jié)果可靠魯棒，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)資源的需求，即對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理能力要求亦低，綜上所述，顯然本發(fā)明的目的得以實(shí)現(xiàn)。


圖1是擬縮放原始圖像示意 圖2是相對(duì)平滑的插值濾波器filter_sm00th示意圖，圖中水平軸為像素位置，與目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的原始圖像像素點(diǎn)位置為0，垂直軸為濾波器取值；
圖3是相對(duì)銳利的插值濾波器filter_Sharp示意圖，圖中水平軸為像素位置，與目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的原始圖像像素點(diǎn)位置為0，垂直軸為濾波器取值；
圖4是以原始圖像像素點(diǎn)為中心形成的3X3矩陣各像素點(diǎn)鄰域位置關(guān)系 圖5是以原始圖像像素點(diǎn)為中心形成的3X3矩陣水平方向各像素點(diǎn)鄰域位置關(guān)系
圖6是以原始圖像像素點(diǎn)為中心形成的3X3矩陣垂直方向各像素點(diǎn)鄰域位置關(guān)系
圖1是以原始圖像像素點(diǎn)為中心形成的3X3矩陣對(duì)角線方向各像素點(diǎn)鄰域位置關(guān)系
圖8是以原始圖像像素點(diǎn)為中心形成的3X3矩陣反對(duì)角線方向各像素點(diǎn)鄰域位置關(guān)系 圖9是相對(duì)平滑的插值濾波器變換函數(shù)中水平軸為邊緣置信度，垂直軸為平滑濾波器權(quán)重；各圖中的主要標(biāo)識(shí)如下:
1為圖像中物體；
101為垂直邊緣；
102為水平邊緣；
103為近水平方向邊緣；
104為近垂直方向邊緣；
2為水平軸線；
3為垂直軸線；
4為水平邊緣置信度曲線；
5為經(jīng)相對(duì)平滑的插值濾波器變換函數(shù)變換得來的相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重曲線；
6為相對(duì)平滑的插值濾波器曲線；
7為相對(duì)銳利的插值濾波器曲線。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合本發(fā)明較佳實(shí)施例所提供的一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法及其附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。附圖1給出了擬進(jìn)行縮放處理的原始圖像示意圖，如附圖1所示，圖像中包括物體1，包括明顯與水平軸線2垂直的垂直緣101，以及與水平軸線2平行的水平緣102，當(dāng)然垂直邊緣101與垂直軸線3平行,水平邊緣102與垂直軸線3垂直，同時(shí),所述物體I還可能存在近103，亦稱水平強(qiáng)邊緣和近垂直方向邊緣10[taol] 4，亦稱垂直強(qiáng)邊緣，本較佳實(shí)施例給出的這種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，首先確定一個(gè)相對(duì)平滑的插值濾波器filter_smooth和一個(gè)相對(duì)銳利的插值濾波器filter_sharp,在本較佳實(shí)施例中，所述相對(duì)平滑的插值濾波器filter_smooth如附圖2所示,所述相對(duì)銳利的插值濾波器filter_sharp如附圖3所不，同時(shí)定義復(fù)合濾波器filter_intel等于(w_smooth) Xfilter_smooth+(1- w_smooth) Xfilter_sharp,其中w_smooth為相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重,且0≤ w_smooth ≤1 ；
具體縮放時(shí)，先以與目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的原始圖像像素點(diǎn)22為中心取3X3個(gè)像素點(diǎn)，附圖4同時(shí)標(biāo)示出了以原始圖像像素點(diǎn)22為中心形成的3X3矩陣各像素點(diǎn)鄰域位置關(guān)系，如附圖4所示，3X3矩陣中第一行從左到右各像素點(diǎn)分別標(biāo)示為:11、12、13，第二行分別標(biāo)示為21、22、23，第三行分別標(biāo)示為:31、32、33 ;如附圖5、附圖6、附圖7、附圖8所示，所述3X3個(gè)像素點(diǎn)中，水平方向、垂直方向、對(duì)角線方向以及反對(duì)角線方向均為三行，定義P為像素點(diǎn)的像素值，則我們有SAD_H為|pl2-pll |、| pl3-pl2 |、| p22-p21 |、
|p23-p22 |、| p32-p31 |、| p33-p32 |六個(gè)鄰域像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和，SAD_V為| p21-pll |、 | p31-p21 |、 | p22-pl2 |、 | p32-p22 |、 | p23-pl3 |、 | p33-pl3 |六個(gè)鄰域像素點(diǎn)像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和，SAD_D為|p32-p21 |、| p22-pll |、
| P33-P22 |、| P23-P12 |四個(gè)鄰域像素點(diǎn)像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和，SAD_A為
|P21-pl2 |、|p22-pl3 |、| p31-p22 |、| p32-p23 |四個(gè)鄰域像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和，在本較佳實(shí)施例中，所述原始圖像1為RGB圖像，為此取RGB圖像的Y分量，即灰度值作為計(jì)算SAD的依據(jù)，在本較佳實(shí)施例中，如果[tao2]，可對(duì)水平邊緣置信度進(jìn)行計(jì)算，在本較佳實(shí)施例中定義水平邊緣正置信度為w_dir_p，然后根據(jù)w_dir_p = max (O, SAD_V-SAD_H)求得水平邊緣正置信度w_dir_p的值；再定義水平邊緣負(fù)置信度為w_dir_n,然后根據(jù)w_dir_n = w_dir_nO +w_dir_nI +w_dir_n2 +w_dir_n3取得水平邊緣負(fù)置信度w_dir_n的值，其中:w_dir_nO = min_SAD,w_dir_nl = avg_SAD,w_dir_n2 = max(0, SAD_H_min_SAD)，
w_dir_n3 = min( max(0, SAD_A_SAD_V), max(0, SAD_D_SAD_V))
其中:
所述min_SAD為水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的最小值；
所述avg_SAD為水平、 垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的均值；
最后根據(jù)水平邊緣置信度為 w_dir = min (I, max (O, k_pXw_dir_p — k_nXw_dir_n))取得水平邊緣置信度為w_dir的值；
其中:
k_p>0為正因素調(diào)整系數(shù),其取值范圍為0-4，在本較佳實(shí)施例中取值2 ； k_n>0為負(fù)因素調(diào)整系數(shù),其取值范圍為0-4，在本較佳實(shí)施例中取值2 ；
過大的k_p值和太小k_n值會(huì)有模糊圖像細(xì)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，反之會(huì)有導(dǎo)致水平邊緣鋸齒的風(fēng)險(xiǎn)。而所述相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重W_sm00th依據(jù)下式給出的相對(duì)平滑的插值濾波器變換函數(shù)得到:
w_smooth = min (I, kX ( w_dir 'alpha)),
其中，k>=l，alpha>=l均為變換調(diào)整參數(shù)，在本較佳實(shí)施例中k值為1.5，alpha值為2 ；w_dir 'alpha為水平變換函數(shù),附圖9給出了在k值為1.5, alpha值為2的情況下,經(jīng)水平變換函數(shù)處理后的相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重w_sm00th的變化情況，圖中虛線3為經(jīng)水平變換函數(shù)處理前的相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重w_sm00th，實(shí)線3為經(jīng)水平變換函數(shù)處理后的相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重w_smooth。依前所述，相對(duì)平滑的插值濾波器定義為filter_sm00th，相對(duì)銳利的插值濾波器定義為filter_sharp,復(fù)合插值濾波器定義為filter_intel,相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重定義為w_smooth,則我們有:
filter_intel =(w_smooth) X filter_smooth+ (1- w_smooth) X filter_sharp ；最后按我們得到的復(fù)合插值濾波器filter_intel進(jìn)行水平縮放的插值處理得到目標(biāo)圖像；
如果進(jìn)行垂直縮放，在本較佳實(shí)施例中定義垂直邊緣正置信度為v_dir_p，然后根據(jù)v_dir_p = max (O, SAD_H_SAD_V)求得垂直邊緣正置信度v_dir_p的值；再定義垂直邊緣負(fù)置信度為 v_dir_n,然后根據(jù) v_dir_n = v_dir_n0+v_dir_nI + v_dir_n2+v_dir_n3 取得垂直邊緣負(fù)置信度v_dir_n的值；
其中:
v_dir_n0 = min_SAD，v_dir_nl = avg—SAD，v_dir_n2 = max(0，SAD—V_min—SAD)，
v_dir_n3 = min( max(0，SAD—A-SAD—V， max(0，SAD—D-SAD—V))
其中:
所述min_SAD為水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的最小值；
所述avg_SAD為水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的均值；
然后根據(jù)垂直邊緣置信度 v_dir = min (I, max (O, k_p X v_dir_p - k_nXv_dir_n))取得垂直邊緣置信度v_dir的值，其中:
k_p>0為正因素調(diào)整系數(shù),其取值范圍為0-4，在本較佳實(shí)施例中取值2 ； k_n>0為負(fù)因素調(diào)整系數(shù),其取值范圍為0-4，在本較佳實(shí)施例中取值2 ；
過大的k_p值和太小k_n值會(huì)有模糊圖像細(xì)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，反之會(huì)有導(dǎo)致垂直邊緣鋸齒的風(fēng)險(xiǎn)。

相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重W_sm00th依據(jù)下式給出的相對(duì)平滑的插值濾波器變換函數(shù)得到:
w_smooth = min (I, kX ( v_dir 'alpha)),
其中，k>=l，alpha>=l均為變換調(diào)整參數(shù)，所述“v_dir ~alpha”我們稱之垂直變換函數(shù)，意義同水平縮放，在此不再詳細(xì)說明。依前所述，相對(duì)平滑的插值濾波器定義為filter_sm00th，相對(duì)銳利的插值濾波器定義為filter_sharp,復(fù)合插值濾波器定義為filter_intel,相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重定義為w_smooth,則我們有:
filter_intel =(w_smooth) X filter_smooth+ (1- w_smooth) X filter_sharp ；最后按我們得到的復(fù)合插值濾波器filter_intel進(jìn)行垂直縮放的插值處理得到目標(biāo)圖像。綜上所述，本發(fā)明的一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，包括根據(jù)對(duì)目標(biāo)圖像方向和強(qiáng)度檢測(cè)的結(jié)果確定一個(gè)插值濾波器對(duì)原始圖像進(jìn)行處理得到目標(biāo)像素值，其特征在于所述插值濾波器由相對(duì)平滑的插值濾波器和相對(duì)銳利的插值濾波器分別根據(jù)其對(duì)應(yīng)的權(quán)重修正后相加復(fù)合而成，所述方向和強(qiáng)度檢測(cè)包括分別計(jì)算水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值，對(duì)水平縮放和垂直縮放分別根據(jù)四個(gè)方向的SAD值計(jì)算水平邊緣置信度和垂直邊緣置信度，對(duì)水平縮放和垂直縮放分別按水平邊緣置信度越高以及垂直邊緣置信度越高，權(quán)重越大的原則設(shè)定相對(duì)平滑的插值濾波器的權(quán)重，本發(fā)明解決了插值法縮放長(zhǎng)期以來無法克服的邊緣鋸齒和邊緣模糊問題。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，包括對(duì)目標(biāo)圖像對(duì)應(yīng)的原始圖像進(jìn)行方向和強(qiáng)度檢測(cè)，然后根據(jù)方向和強(qiáng)度檢測(cè)的結(jié)果確定一個(gè)插值濾波器對(duì)原始圖像進(jìn)行處理得到目標(biāo)像素值，其特征在于所述插值濾波器為復(fù)合插值濾波器，其由相對(duì)平滑的插值濾波器和相對(duì)銳利的插值濾波器分別根據(jù)其對(duì)應(yīng)的權(quán)重修正后相加復(fù)合而成，所述方向和強(qiáng)度檢測(cè)包括以與目標(biāo)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的原始圖像像素點(diǎn)為中心取nXn個(gè)像素點(diǎn)，分別計(jì)算水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值，對(duì)水平縮放根據(jù)四個(gè)方向的SAD值計(jì)算水平邊緣置信度，對(duì)于垂直縮放根據(jù)四個(gè)方向的SAD值計(jì)算垂直邊緣置信度，對(duì)水平縮放按水平邊緣置信度越高，權(quán)重越大的原則基于水平邊緣置信度設(shè)定相對(duì)平滑的插值濾波器的權(quán)重，對(duì)于垂直縮放，按垂直邊緣置信度越高，權(quán)重越大的原則基于垂直邊緣置信度設(shè)定相對(duì)平滑的插值濾波器的權(quán)重。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，其特征在于相對(duì)平滑的插值濾波器定義為filter_smooth,相對(duì)銳利的插值濾波器定義為f ilter_sharp,復(fù)合濾波器定義為filter_intel,相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重定義為w_smooth,則:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，其特征在于所述水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值計(jì)算方向SAD的計(jì)算，水平方向的SAD為η X η個(gè)像素點(diǎn)中行相鄰像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和，垂直方向的SAD為ηXη個(gè)像素點(diǎn)中列相鄰像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和，對(duì)角線方向的SAD為ηXη個(gè)像素點(diǎn)中對(duì)角線相鄰像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和，反對(duì)角線方向的SAD為nXn個(gè)像素點(diǎn)中反對(duì)角線相鄰像素點(diǎn)像素值絕對(duì)差之和。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，其特征在于在原始圖像是RGB圖像的情況下，取RGB圖像的Y分量(灰度值)分別計(jì)算所述水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，其特征在于在原始圖像是RGB圖像的情況下，分別計(jì)算RGB三個(gè)通道的水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值，分別取它們中的最大值作為當(dāng)前目標(biāo)像素點(diǎn)的水平方向、垂直方向、對(duì)角線方向以及反對(duì)角線方向的SAD值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，其特征在于對(duì)于水平縮放，所述水平邊緣置信度為w_dir ；所述 w_dir = min (I, max (O, k_p X w_dir_p - k_nXw_dir_n))； 其中: SAD_H為水平方向的SAD ； SAD_V為垂直方向的SAD ；S AD_DS對(duì)角線方向的SAD ； SAD_A為反對(duì)角線方向的SAD ； w_dir為水平邊緣置信度； w_dir_p為水平邊緣正置信度； w_dir_n為水平邊緣負(fù)置信度； k_p>0為正因素調(diào)整系數(shù)；k_n>0為負(fù)因素調(diào)整系數(shù)； 其中: 水平邊緣正置信度w_dir_p為max (O, SAD_V_SAD_H)； 水平邊緣負(fù)置信度 w_dir_n 為 w_dir_n0+w_dir_nl+w_dir_n2+w_dir_n3 ； 其中:w_dir_nO = min_SAD，w—dir—ηI = avg—SAD，w_dir_n2 = max(0，SAD—H_min—SAD)， w_dir_n3 = min( max(0，SAD—A-SAD—V)， max(0，SAD—D-SAD—V)) 其中: 所述min_SAD為水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的最小值； 所述avg_SAD為水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的均值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，其特征在于所述相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重w_smooth依據(jù)下式得到:w_smooth = min (I, kX ( w_dir 'alpha))； 其中，k>=l, alpha>=l均為變換調(diào)整參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，其特征在于對(duì)于垂直縮放，所述垂直邊緣置信度為v_dir ；所述 v_dir = min (I, max (O, k_p X v_dir_p - k_nXv_dir_n))； 其中: SAD_H為水平方向的SAD ； SAD_V為垂直方向的SAD ； S AD_DS對(duì)角線方向的SAD ； SAD_A為反對(duì)角線方向的SAD ; v_dir為垂直邊緣置信度； v_dir_p為垂直邊緣正置信度； v_dir_n為垂直邊緣負(fù)置信度； k_p>0為正因素調(diào)整系數(shù)； k_n>0為負(fù)因素調(diào)整系數(shù)； 其中: 垂直邊緣正置信度v_dir_p為max (O, SAD_H-SAD_V)； 垂直邊緣負(fù)置信度 v_dir_n 為 v_dir_n0+v_dir_nl+v_dir_n2+v_dir_n3 ； 其中:v_dir_n0 = min_SAD，v_dir_nl = avg—SAD，v_dir_n2 = max(0，SAD—V_min—SAD)， v_dir_n3 = min( max(0，SAD—A-SAD—V， max(0，SAD—D-SAD—V)) 其中: 所述min_SAD為水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的最小值；所述avg_SAD為水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD的均值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，其特征在于對(duì)于垂直縮放，所述相對(duì)平滑的插值濾波器權(quán)重《—smooth依據(jù)下式得到:w_smooth = min (I, kX ( v_dir 'alpha))； 其中，k>=l, alpha>=l 均為變換調(diào)整參數(shù)。
全文摘要
一種改進(jìn)的數(shù)字圖像縮放方法，包括根據(jù)對(duì)目標(biāo)圖像方向和強(qiáng)度檢測(cè)的結(jié)果確定一個(gè)插值濾波器對(duì)原始圖像進(jìn)行處理得到目標(biāo)像素值，其特征在于所述插值濾波器由相對(duì)平滑的插值濾波器和相對(duì)銳利的插值濾波器分別根據(jù)其對(duì)應(yīng)的權(quán)重修正后相加復(fù)合而成，所述方向和強(qiáng)度檢測(cè)包括分別計(jì)算水平、垂直、對(duì)角線、反對(duì)角線四個(gè)方向的SAD值，對(duì)水平縮放和垂直縮放分別根據(jù)四個(gè)方向的SAD值計(jì)算水平邊緣置信度和垂直邊緣置信度，對(duì)水平縮放和垂直縮放分別按水平邊緣置信度越高以及垂直邊緣置信度越高，權(quán)重越大的原則設(shè)定相對(duì)平滑的插值濾波器的權(quán)重，本發(fā)明解決了插值法縮放長(zhǎng)期以來無法克服的邊緣鋸齒和邊緣模糊問題。
文檔編號(hào)G06T3/40GK103093418SQ201310055610
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月21日
發(fā)明者歐陽平, 黃海東 申請(qǐng)人:深圳市晶日盛科技有限公司