圖像放大方法以及裝置制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種圖像放大方法以及裝置。所述方法包括：輸入一個低分辨率圖像，低分辨率圖像包括至少兩個匹配區(qū)域，匹配區(qū)域用于與輪廓模板集中的所有輪廓模板進(jìn)行匹配；對一個匹配區(qū)域查找最優(yōu)輪廓模板，其中，最優(yōu)輪廓模板為在輪廓模板集中與匹配區(qū)域的全變分值最小的輪廓模板；根據(jù)縮放比以及匹配區(qū)域內(nèi)的第一像素點查找到第二像素點，其中，第二像素點對應(yīng)第一像素點；根據(jù)最優(yōu)輪廓模板對第二像素點做局部插值，得到一個中間像素值；重復(fù)上述步驟直至全部的匹配區(qū)域處理完畢，根據(jù)全部的中間像素值得到初始高分辨率圖像；對初始高分辨率圖像做全局插值得到高分辨率圖像。
【專利說明】圖像放大方法以及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及圖像處理領(lǐng)域，特別是涉及一種圖像放大方法以及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，越來越多的電子設(shè)備支持高分辨率的顯示，為了使得較小的原始圖像能夠適應(yīng)電子設(shè)備的高分辨率的顯示，就必須對圖像進(jìn)行放大。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)提供了一種圖像放大方法，首先獲得需要對低分辨率圖像進(jìn)行放大的倍數(shù)從而獲得縮放比，再根據(jù)縮放比計算出高分辨率圖像中待插值像素點在原始圖像中對應(yīng)的插值點，最后根據(jù)插值點鄰域的像素點的像素值并通過插值法計算出插值點所對應(yīng)的待插值像素點的像素值。
[0004]參閱圖1，以使用Lanczos函數(shù)進(jìn)行插值為例，插值點m距離最鄰近的左上角的像素點P6的水平距離為a，垂直距離為b。則插值點m的像素值可以這樣計算。
[0005]Valuel=p1*LUT(1+b)+p5*LUT(b)+p9*LUT(l_b)+pl3*LUT(2_b)
[0006]Value2=p2*LUT(1+b)+p6*LUT(b)+plO*LUT(l_b)+pl4*LUT(2_b)
[0007]Value3=p3*LUT (1+b)+p7*LUT (b)+pll*LUT(l_b)+pl5*LUT(2_b)
[0008]Value4=p4*LUT (1+b)+p8*LUT (b)+pl2*LUT(l_b)+pl6*LUT(2_b)
[0009]m=Valuel*LUT(I+a)+Value2*LUT(a)+Value3*LUT(1-a)+Value4*LUT(2_a)
[0010]其中，pi?pl6是插值點m鄰近的4X4個像素點，為了方便起見，公式中的pi?pl6也表示為該像素點的像素值，LUT()為Lanczos函數(shù)，pl至插值點m的垂直距離為1+b,所以，pl*LUT(l+b)中的Lanczos函數(shù)的參數(shù)為1+b,同樣地，p2?pl6的像素點也可以根據(jù)像素點到插值點m的垂直距離而確定Lanczos函數(shù)的參數(shù)。Valuel是根據(jù)第一列像素點計算出來的中間變量，同樣地，Value2?Value4是根據(jù)相應(yīng)的列所計算出來的中間變量。Valuel所對應(yīng)的列距離插值點m的水平距離為1+a,所以，Valuel*LUT(1+a)中的Lanczos函數(shù)的參數(shù)為1+a,同理也可以確定Value2?Value4所對應(yīng)的Lanczos函數(shù)的參數(shù)。所以，只需知道插值點距離最鄰近的左上角的像素點的水平距離和垂直距離以及插值點鄰近的像素點的像素值即可求出插值點的像素值。
[0011]但是在這種方法下，如果圖像放大的倍數(shù)比較大時(一般來說超過3倍時)，會因為低通濾波器的作用而導(dǎo)致丟失太多的高頻信息，從而導(dǎo)致高分辨率圖像顯得模糊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本申請?zhí)峁┮环N圖像放大方法以及裝置，能夠在放大的同時，提高放大后的圖像的清晰度。
[0013]本申請第一方面提供一種圖像放大方法，包括如下步驟:輸入一個低分辨率圖像，所述低分辨率圖像包括至少兩個匹配區(qū)域，所述匹配區(qū)域用于與輪廓模板集中的所有輪廓模板進(jìn)行匹配；對一個所述匹配區(qū)域查找最優(yōu)輪廓模板，其中，所述最優(yōu)輪廓模板為在所述輪廓模板集中與所述匹配區(qū)域的全變分值最小的輪廓模板；根據(jù)縮放比以及匹配區(qū)域內(nèi)的第一像素點查找到第二像素點，其中，所述第二像素點對應(yīng)所述第一像素點；根據(jù)所述最優(yōu)輪廓模板對所述第二像素點做局部插值，得到一個中間像素值；重復(fù)上述步驟直至全部的所述匹配區(qū)域處理完畢，根據(jù)全部的所述中間像素值得到初始高分辨率圖像；對初始高分辨率圖像做全局插值得到高分辨率圖像。
[0014]結(jié)合第一方面，本申請第一方面的第一種可能的實施方式中，所述根據(jù)最優(yōu)輪廓模板對所述第二像素點做局部插值的步驟包括:根據(jù)所述第二像素點對應(yīng)的第一像素點的匹配區(qū)域的最優(yōu)輪廓模板計算所述第二像素點的插值的導(dǎo)向函數(shù)；根據(jù)所述第二像素點的插值的導(dǎo)向函數(shù)對所述第二像素點進(jìn)行局部插值。
[0015]結(jié)合第一方面的第一種可能的實施方式，本申請第一方面的第二種可能的實施方式中，根據(jù)所述第二像素點對應(yīng)的第一像素點的匹配區(qū)域的最優(yōu)輪廓模板計算所述第二像素點的插值的導(dǎo)向函數(shù)的步驟具體為:根據(jù)所述第二像素點對應(yīng)的第一像素點的匹配區(qū)域的最優(yōu)輪廓模板計算所述第二像素點的方向角函數(shù)化和各向異性函數(shù)Us，其中，導(dǎo)向函數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種圖像放大方法，其特征在于，包括如下步驟: 輸入一個低分辨率圖像，所述低分辨率圖像包括至少兩個匹配區(qū)域，所述匹配區(qū)域用于與輪廓模板集中的所有輪廓模板進(jìn)行匹配； 對一個所述匹配區(qū)域查找最優(yōu)輪廓模板，其中，所述最優(yōu)輪廓模板為在所述輪廓模板集中與所述匹配區(qū)域的全變分值最小的輪廓模板； 根據(jù)縮放比以及匹配區(qū)域內(nèi)的第一像素點查找到第二像素點，其中，所述第二像素點對應(yīng)所述第一像素點； 根據(jù)所述最優(yōu)輪廓模板對所述第二像素點做局部插值，得到一個中間像素值； 重復(fù)上述步驟直至全部的所述匹配區(qū)域處理完畢，根據(jù)全部的所述中間像素值得到初始高分辨率圖像； 對初始高分辨率圖像做全局插值得到高分辨率圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)最優(yōu)輪廓模板對所述第二像素點做局部插值的步驟包括: 根據(jù)所述第二像素點對應(yīng)的第一像素點的匹配區(qū)域的最優(yōu)輪廓模板計算所述第二像素點的插值的導(dǎo)向函數(shù)； 根據(jù)所述第二像素點的插值的導(dǎo)向函數(shù)對所述第二像素點進(jìn)行局部插值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第二像素點對應(yīng)的第一像素點的匹配區(qū)域的最優(yōu)輪廓模板計算所述第二像素點的插值的導(dǎo)向函數(shù)的步驟具體為: 根據(jù)所述第二像素點對應(yīng)的第一像素點的匹配區(qū)域的最優(yōu)輪廓模板計算所述第二像素點的方向角函數(shù)和各向異性函數(shù)Us，其中，導(dǎo)向函數(shù)由方向角函數(shù)A和各向異性函數(shù)Us表示，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)第二像素點的插值的導(dǎo)向函數(shù)對所述第二像素點進(jìn)行局部插值的步驟具體包括:根據(jù)
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對初始高分辨率圖像做全局插值得到高分辨率圖像的步驟包括:根據(jù)公式
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對初始高分辨率圖像做全局插值得到高分辨率圖像的步驟之后還包括: 根據(jù)全局插值后的高分辨率圖像的梯度輪廓方差與低分辨率圖像的梯度輪廓方差對全局插值后的高分辨率圖像進(jìn)行優(yōu)化，以獲得優(yōu)化后的高分辨率圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)全局插值后的高分辨率圖像的梯度輪廓方差與低分辨率圖像的梯度輪廓方差對全局插值后的高分辨率圖像進(jìn)行優(yōu)化的步驟包括: 根據(jù)全局插值后的高分辨率圖像的梯度輪廓方差與低分辨率圖像的梯度輪廓方差獲得變化率； 根據(jù)插值后的高分辨率圖像的原始梯度場以及所述變化率計算得到目標(biāo)梯度場； 根據(jù)所述目標(biāo)梯度場對全局插值后的高分辨率圖像進(jìn)行重建，以獲得初始重建高分辨率圖像； 根據(jù)迭代前的高分辨率圖像的下采樣圖像與低分辨率圖像的差異對迭代前的高分辨率圖像進(jìn)行補(bǔ)償以得到迭代后的高分辨率圖像，多次迭代后，獲得優(yōu)化后的高分辨率圖像，其中，迭代前的高分辨率圖像的初始圖像為初始重建高分辨率圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)全局插值后的高分辨率圖像的梯度輪廓方差與低分辨率圖像的梯度輪廓方差獲得變化率的步驟包括: 根據(jù)
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)插值后的高分辨率圖像的原始梯度場以及所述變化率計算得到目標(biāo)梯度場的步驟包括: 根據(jù)
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述目標(biāo)梯度場對全局插值后的高分辨率圖像進(jìn)行重建的步驟包括: 根據(jù)
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)迭代前的高分辨率圖像的下采樣圖像與低分辨率圖像的差異對迭代前的高分辨率圖像進(jìn)行補(bǔ)償以得到迭代后的高分辨率圖像的步驟包括:根據(jù)公式
12.—種圖像放大裝置，其特征在于，包括:輸入模塊、查找模塊、對應(yīng)模塊、局部插值模塊以及全局插值模塊， 所述輸入模塊用于輸入一個低分辨率圖像，所述低分辨率圖像包括至少兩個匹配區(qū)域，所述匹配區(qū)域用于與輪廓模板集中的所有輪廓模板進(jìn)行匹配，所述輸入模塊將所述低分辨率圖像發(fā)送給所述查找模塊以及所述對應(yīng)模塊； 所述查找模塊用于對一個所述匹配區(qū)域查找最優(yōu)輪廓模板，其中，所述最優(yōu)輪廓模板為在所述輪廓模板集中與所述匹配區(qū)域的全變分值最小的輪廓模板，所述查找模塊將所述最優(yōu)輪廓模板發(fā)送給局部插值模塊； 所述對應(yīng)模塊用于接收所述低分辨率圖像，根據(jù)縮放比以及匹配區(qū)域內(nèi)的第一像素點查找到第二像素點，其中，所述第二像素點對應(yīng)所述第一像素點，所述對應(yīng)模塊將第二像素點發(fā)送給所述局部插值模塊； 所述局部插值模塊用于接收所述最優(yōu)輪廓模板以及所述第二像素點，根據(jù)所述最優(yōu)輪廓模板對所述第二像素點做局部 插值，得到一個中間像素值，其中，根據(jù)全部的所述中間像素值得到初始高分辨率圖像； 所述全局插值模塊用于接收所述中間像素值，對初始高分辨率圖像做全局插值得到高分辨率圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述局部插值模塊用于根據(jù)所述第二像素點對應(yīng)的第一像素點的匹配區(qū)域的最優(yōu)輪廓模板計算所述第二像素點的插值的導(dǎo)向函數(shù)；根據(jù)所述第二像素點的插值的導(dǎo)向函數(shù)對所述第二像素點進(jìn)行局部插值。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述局部插值模塊用于根據(jù)所述第二像素點對應(yīng)的第一像素點的匹配區(qū)域的最優(yōu)輪廓模板計算所述第二像素點的方向角函數(shù) 和各向異性函數(shù)Us，其中，導(dǎo)向函數(shù)由方向角函數(shù)&和各向異性函數(shù)Us表示，
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述局部插值模塊用于根據(jù)
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述局部插值模塊用于根據(jù)公式
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括優(yōu)化模塊，所述優(yōu)化模塊用于根據(jù)全局插值后的高分辨率圖像的梯度輪廓方差與低分辨率圖像的梯度輪廓方差對全局插值后的高分辨率圖像進(jìn)行優(yōu)化，以獲得優(yōu)化后的高分辨率圖像。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述優(yōu)化模塊用于根據(jù)全局插值后的高分辨率圖像的梯度輪廓方差與低分辨率圖像的梯度輪廓方差獲得變化率；根據(jù)插值后的高分辨率圖像的原始梯度場以及所述變化率計算得到目標(biāo)梯度場；根據(jù)所述目標(biāo)梯度場對全局插值后的高分辨率圖像進(jìn)行重建，以獲得初始重建高分辨率圖像；根據(jù)迭代前的高分辨率圖像的下采樣圖像與低分辨率圖像的差異對迭代前的高分辨率圖像進(jìn)行補(bǔ)償以得到迭代后的高分辨率圖像，多次迭代后，獲得優(yōu)化后的高分辨率圖像，其中，迭代前的高分辨率圖像的初始圖像為初始重建高分辨率圖像。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述優(yōu)化模塊用于根據(jù)
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述優(yōu)化模塊用于根據(jù)
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述優(yōu)化模塊用于根據(jù)
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述優(yōu)化模塊用于根據(jù)公式
【文檔編號】G06T5/00GK103745439SQ201310754087
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】楊小偉, 李欣, 肖進(jìn)勝 申請人:華為技術(shù)有限公司