一種基于變換域的圖像插值方法與裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明實施例涉及數(shù)字圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于變換域的圖像插值 方法與裝置。
【背景技術】
[0002] 在圖像處理及顯示系統(tǒng)中，插值是一種基本的技術手段。對圖像的縮放、旋轉以及 幀頻變換，都必須通過插值運算來實現(xiàn)。而插值算法的優(yōu)劣，直接決定了上述處理的效果和 速度。
[0003] 現(xiàn)有的圖像插值方法，如中國專利（【申請?zhí)枴?01010292556. 4)構造多個插值函 數(shù)，解決現(xiàn)有技術應用基于徑向基函數(shù)進行圖像插值時存在的拓撲不能保持的問題；中國 專利（申請?zhí)?：200910001133.X)通過設置不同的偏向角，計算插值系數(shù)；中國專利（申請 號：201010301367. 9)為插值點選取其最鄰近的2MX2M個原像素點組成的正方形點陣，并 根據(jù)選取的每個原像素點與插值點的距離得到每個原像素點對插值點的插值權重系數(shù)； 中國專利（申請?zhí)?：201110230492.X)計算圖像滑動窗口內任一插值點與四個原始像素點 之間的空間距離信息以及原始四像素點之間的光譜向量距離，計算空間距離的權值和光 譜向量距離的權值，然后計算總權值和該插值點的向量值實現(xiàn)插值；中國專利（【申請?zhí)枴?200810028304. 3)主要針對ENO插值方法的邊緣處理問題進行了改進；中國專利（【申請?zhí)枴?200880126922.X)利用基于塊的運動估計器來提供基于塊的運動矢量，由該運動矢量對圖 像進行校正，減少插值過程中的光暈效應；中國專利（【申請?zhí)枴?01010558745. 1)引入了相 似度概率作為高分辨率像素點估計時的權重，進而使得估計誤差最小化，減少了邊界處出 現(xiàn)的瑕疵。
[0004] 上述現(xiàn)有方法在插值質量或是計算量、速度等方面各有優(yōu)點，但都是針對整幅圖 像進行處理，忽視了圖像本身的內容特性以及用戶對不同內容的關注度要求，因此難以兼 顧處理質量與速度，存在一定的缺陷。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明提供的基于變換域的圖像插值方法與裝置，在保證細節(jié)質量的前提下，簡 化了計算量，并可降低噪聲干擾。
[0006] 本發(fā)明提供一種基于變換域的圖像插值方法，包括：
[0007] 輸入待處理大小為MXN的原始圖像f〇(m,n)，m和n為所述原始圖像空間域坐標 變量，其中m= 0，???，M-l，n= 0，???，N-I;;
[0008] 將所述原始圖像變換頻域，并根據(jù)頻譜不同將所述原始圖像&(m，n)分割成灰度 劇烈區(qū)域fH(m,n)和灰度緩慢區(qū)域fjm，n);
[0009] 根據(jù)對圖像質量要求的不同，對所述灰度劇烈區(qū)域fH(m，n)和灰度緩慢區(qū)域 fjm，n)分別采用不同的方法進行插值；
[0010] 合并所述灰度劇烈區(qū)域fH(rn，n)和灰度緩慢區(qū)域fjm，n)插值后的圖像，生成經(jīng)過 插值的完整圖像&〇11，11)。
[0011] 進一步地，所述將所述原始圖像變換頻域，并根據(jù)頻譜不同將所述原始圖像 f〇(m,n)分割成灰度劇烈區(qū)域fH(m,n)和灰度緩慢區(qū)域fjm，n)包括：
[0012] 對所述原始圖像fdm，n)進行傅立葉變換以生成所述原始圖像的頻譜Fju，V)，變 換公式為：
【主權項】
1. 一種基于變換域的圖像插值方法，其特征在于，包括： 輸入待處理大小為MXN的原始圖像片加，n)，m和n為所述原始圖像空間域坐標變量， 其中m= 0,. . . ,M-1，n= 0,. . . ,N-1 ; 將所述原始圖像變換到頻域，并根據(jù)頻譜不同將所述原始圖像片加，n)分割成灰度劇 烈區(qū)域fH(m，n)和灰度緩慢區(qū)域片(m，n); 根據(jù)對圖像質量要求的不同，對所述灰度劇烈區(qū)域fH(m，n)和灰度緩慢區(qū)域片(m，n)分 別采用不同的方法進行插值； 合并所述灰度劇烈區(qū)域fa(m，n)和灰度緩慢區(qū)域片(m，n)插值后的圖像，生成經(jīng)過插值 的完整圖像fw(m，n)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于變換域的圖像插值方法，其特征在于，所述將所述原始 圖像變換頻域，并根據(jù)頻譜不同將所述原始圖像fa(m，n)分割成灰度劇烈區(qū)域fH(m，n)和灰 度緩慢區(qū)域片(m，n)包括： 對所述原始圖像片加，n)進行傅立葉變換W生成所述原始圖像的頻譜Fa(u，V)，變換公 式為：
其中U和V為所述原始圖像頻 率域坐標變量，其中U= 0,. . . ,M-1，V= 0,. . . ,N-1 ; 通過高通濾波器對所述原始圖像的頻譜Fa(u，v)進行低頻過濾，W獲取高頻頻譜Fh(u,v)； 對所述高頻頻譜Fh(u，v)進行傅立葉反變換W生成原始圖像中的灰度劇烈區(qū)域fH(m，n)，反變換公式為；
根據(jù)所述原始圖像fa(m，n)與所述灰度劇烈區(qū)域fH(m，n)對比W獲取灰度緩慢區(qū)域fL(m,n)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的基于變換域的圖像插值方法，其特征在于，所述高通濾波器 采用高斯高通濾波器，則截止頻率為D。的高斯高通濾波器的傳遞函數(shù)為：
其中假設圖像在變換域中的最低頻率為〇1，最高頻率為Dh，則0。=值i+Dh)/2。
4. 根據(jù)權利要求1~3任一項所述的基于變換域的圖像插值方法，其特征在于，對所述 灰度劇烈區(qū)域采用=次方插值法，考慮目標像素的浮點坐標（i+u，j+v)的16鄰域像素點， 目的像素f(i+u，j+v)的S次方插值計算公式為： f(i+u，j+v) = [A]X出]X[C]，其中，i，j為插值運算中圖像像素坐標的整數(shù)部分，U，V為插值運算中圖像像素坐標的小數(shù)部分， [A] = [S(u+l)S(u+0)S(u~l)S(u~2)]
5. 根據(jù)權利要求1~3任一項所述的基于變換域的圖像插值方法，其特征在于，對所述 灰度緩慢區(qū)域采用最鄰近插值，若目標像素為f(i+u，j+v)，則其計算公式為：
其中，i，j為插值運算中圖像像素坐標 的整數(shù)部分，U，V為插值運算中圖像像素坐標的小數(shù)部分。
6. -種基于變換域的圖像插值裝置，其特征在于，包括： 輸入模塊，用于輸入待處理大小為MXN的原始圖像片加，n)，m和n為所述原始圖像空 間域坐標變量，其中m= 0,. . . ,M-1，n= 0,. . . ,N-1 ; 分割模塊，用于將所述原始圖像變換頻域，并根據(jù)頻譜不同將所述原始圖像片加，n)分 害喊灰度劇烈區(qū)域fH(m，n)和灰度緩慢區(qū)域片(m，n); 插值處理模塊，用于根據(jù)對圖像質量要求的不同，對所述灰度劇烈區(qū)域fa(m，n)和灰度 緩慢區(qū)域片(m，n)分別采用不同的方法進行插值； 合并模塊，用于合并所述灰度劇烈區(qū)域fH(m，n)和灰度緩慢區(qū)域片(m，n)插值后的圖 像，生成經(jīng)過插值的完整圖像fw(m，n)。
7. 根據(jù)權利要求6所述的基于變換域的圖像插值裝置，其特征在于，所述分割模塊包 括： 傅立葉變換單元，用于對所述原始圖像片加，n)進行傅立葉變換W生成所述原始圖像 的頻譜Fa(u，v)，變換公式為：
，其中U和V為所述原始圖像頻 率域坐標變量，其中U= 0,. . . ,M-1，V= 0,. . . ,N-1 ; 低頻過濾單元，用于通過高通濾波器對所述原始圖像的頻譜Fa(u，V)進行低頻過濾，W獲取高頻頻譜Fh(u，v); 傅立葉反變換單元，用于對所述高頻頻譜Fh(u，V)進行傅立葉反變換W生成原始圖像 中的灰度劇烈區(qū)域fa(m，n)，反變換公式為：
對比單元，用于根據(jù)所述原始圖像fa(m，n)與所述灰度劇烈區(qū)域fH(m，n)對比W獲取灰 度緩慢區(qū)域片(m，n)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于變換域的圖像插值方法及其裝置，其中方法包括：輸入待處理的原始圖像fO(m,n)；將其變換到頻域后，根據(jù)頻譜的不同，將所述原始圖像fO(m,n)分割成灰度劇烈區(qū)域fH(m,n)和灰度緩慢區(qū)域fL(m,n)；根據(jù)對圖像質量要求的不同，對所述灰度劇烈區(qū)域fH(m,n)和灰度緩慢區(qū)域fL(m,n)分別采用不同的方法進行插值；合并兩類區(qū)域插值后的圖像，生成經(jīng)過插值的完整圖像fN(m,n)。本發(fā)明提供的基于變換域的圖像插值方法在保證細節(jié)質量的前提下，簡化了計算量，并可降低噪聲干擾。
【IPC分類】G06T3-40
【公開號】CN104794682
【申請?zhí)枴緾N201510221219
【發(fā)明人】彭小蘭
【申請人】長沙金定信息技術有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年5月4日