專利名稱：一種自適應圖像縮放方法
一種自適應圖像縮放方法
技術領域：
本發(fā)明圖像處理領域，特別是一種自適應圖像縮放方法。背景技術：
對原始圖像進行放大是對圖像插值的過程，圖像縮小處理是對原始圖像抽取的過 程，視頻編解碼端的圖像源由于采集條件、傳輸帶寬、用戶端的需求等原因，常需要將原始 圖像進行縮放處理。在數字圖像和視頻處理中，圖像的縮放操作是運算相對復雜的過程，這 是因為在圖像的縮放過程中需要對圖像進行插值操作。已有的圖像縮放中采用的插值方法 主要有以下幾種最臨近方法(nearestneighbor interpolation)、雙線性插值(bilinear interpolation)和雙三次樣條插值(Bicubic Interpolation)，其中，最臨近插值是最簡單 的一種算法，但放大后的圖像容易出現馬賽克或鋸齒現象；雙線性插值極大的消除了鋸齒 現象，但會退化圖像的高頻部分，造成圖像的模糊；雙三次樣條插值它是上雙線性插值的改 進以其很好的插值效果而被廣泛重視。采用一種好的算法，使得縮放后的圖像源有良好的視覺效果就顯得尤為重要?，F 行的最鄰近法、三次卷積等算法雖可以保持清晰的邊界，但會出現鋸齒或閃爍等不良現象。 而雙線性插值、基于映射圖像子塊的圖像縮小加權平均算法卻會丟失邊界的清晰度。

發(fā)明內容有鑒于此，本發(fā)明提供一種自適應圖像縮放方法，其主要目的在于使得圖像縮放 效果達到良好的視覺效果。本發(fā)明為一種自適應圖像縮放方法，該方法具體如下if (Re size_xy > ThreSi)三次有理樣條插值else if (Re size_xy > Thres2)加權三次有理樣條插值else基于映射圖像子塊的圖像縮小算法其中Resize_xy為縮放比例，ThreSi i = 1，2 為閾值，且 ThreSl > Thres2。上述三次有理條樣插值算法如下設f” f ‘ i分別為被插值函數在分點Xi的函數值和導數值，x0 < Xl < . . . <xn, 、、1為正參數，丨=0，1，...，11，記比=\+1-\，0 = (x-XiVhi，構造三次有理樣條樹x)其中Pi(X) = (l- e)3a jfj+d- e)2 e Vi+ (1- e) e 2Wi+ e3^ jfi+1qi (x) = (l- e) a 廣 e 旦 i
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Vi = (2 a ^fj+a jhjf' 士Wi = ( a 3 J fi+1- 3 擬'i+1三次有理樣條滿足識U) = f,、<P^t) = fi，利用三次有理樣條插值算法進行圖像 放大操作。
上述加權三次有理條樣算法具體如下
在有理三次樣條插值函數基礎上，構造加權三次有理函數插值函數徹(X):其中 (％，^，0，、)為通過公式樹力=凡(x)/仏⑶獲取的插值樣條系數，為相應 權重系數，i = 1，2，3，利用上述加權三次有理函數插值算法進行圖像縮小操作。上述基于映射圖像子塊的圖像縮小算法具體如下第一步由縮小尺寸確定子塊的尺寸NN = int(Re size_x+l)*int(Re size_y+l)其中Re size_x = inch_xin/inch_xoutRe size_y = inch_yin/inch_youtRe size_x、Re size_y 分別為 x 與 y 方向的縮小尺寸；inch_xin、inch_yin 為縮小 前圖像的x與1方向尺寸、inch_x0uO inch_yout為縮小后圖像的x與y方向尺寸；第二步確定子塊中各像素的加權系數& 其中A為像素距離匹配測度，可選取多種形式，如D, = | x-x, | +1 y-y, |，該匹配測 度具有計算量小的特點，在大尺寸縮小時，具有較好的實時性；第三步由原始圖像映射子 塊中像素f (Xi，yi)確定縮小圖像中像素點g(x, y) 相對于現有技術，一方面，采用本發(fā)明的多模式圖像縮放新算法可以根據縮放比 例自適應選取縮放算法，使得圖像縮放效果達到良好的視覺效果，另一方面，采用本發(fā)明的 加權三次有理樣條插值可以改善圖像縮小后邊緣鋸齒和部分信息丟失信息現象，而在其他 區(qū)域能保持良好的清晰度。


圖1是本發(fā)明方法在圖像縮放處理中的流程示意具體實施方式以下結合附圖對本發(fā)明作詳細描述。請參照附圖1，本發(fā)明提供的是一種自適應圖像縮放算法，根據縮放比例自適應選 取不同模式的縮放算法，本發(fā)明技術方案，根據縮放比例從三次有理樣條插值、加權三次有理樣條插值以及基于映射圖像子塊的圖像縮小算法三種模式中作出選擇，具體如下其中定義Re size_xy 為縮放比例，ThreSi i = 1，2 為閾值且 ThreSl > Thres2。以下分別介紹基于有理函數的圖像縮放算法、基于加權有理函數的圖像縮放新算 法以及基于映射圖像子塊的圖像縮小算法1.基于有理函數的圖像縮放算法設f” f ‘ i分別為被插值函數在分點Xi的函數值和導數值，x0 < Xl < . . . <xn, 、、1為正參數，1 = 0，1，...，11。記比=\+1-\，0 =構造三次有理樣條爐(x)
( 其中Pi(X) = (l- e)3a jfj+d- e)2 e Vi+ (1- e) e 2Wi+ e3^ 工+1(1-2)q i ( X ) = ( 1 " e ) a J + 0 ^ J (1-3)v i = (2 a 4 + ^fj + a jhjf ‘ 士 (1-4)Wi = ( a 廣2 3 J fi+1- 3 山^' i+1(1-5)容易驗證，上述定義的三次有理樣條滿足樹\) = _/；、二/'。利用三次有理
樣條插值算法進行圖像放大操作，可以保持清晰的邊界信息，而不會產生鋸齒或閃爍等不 良現象。而在圖像縮小應用中，效果并不理想，尤其是當縮小比例變小時，會出現邊緣鋸齒 狀和部分信息丟失的現象。下面，將介紹本發(fā)明在圖像縮小操作的算法。2.基于加權有理函數的圖像縮放新算法在上述1有理三次樣條插值函數基礎上，構造加權三次有理函數插值函數徹⑶ 其中ni(ai，I，e，hi)為(l-i)式中獲取的插值樣條系數，ki為相應權重系數，i = 1 j 2 j 3 o利用上述加權有理函數插值算法可以改善圖像縮小后邊緣鋸齒和部分信息丟失 信息現象，而在其他區(qū)域能保持良好的清晰度。3.基于映射圖像子塊的圖像縮小算法
基于映射圖像子塊的圖像縮小算法
圖像縮小即用少數的像素點來表示原始圖像，不可避免地會導致圖像信息量的損 失，用少數的像素點比較完整地反映原始圖像成為圖像縮小的關鍵所在?？s小后圖像中的 某個像素點應為原圖像多個像素點的綜合表現?？s小后圖像中的某點，按一定的比例關系 映射，應與原始圖像的某個子塊相對應，且隨著縮放比例不同，該點在原始圖像中所對應圖 像子塊的尺寸也不相同。因此，基于映射圖像子塊的圖像縮小算法，采用由縮小尺寸動態(tài)確 定映射子塊的方式。第一步由縮小尺寸確定子塊的尺寸N 其中 Re size_x、Re size_y 分別為 χ 與 y 方向的縮小尺寸；inch_xin、inch_yin 為縮小 前圖像的X與1方向尺寸、inch_x0uO inch_yout為縮小后圖像的χ與y方向尺寸；第二步確定子塊中各像素的加權系數Iii 1η
其中=Di為像素距離匹配測度，可選取多種形式，如Di = I X-Xi I +1 y-y, |，該匹配測 度具有計算量小的特點，在大尺寸縮小時，具有較好的實時性；第三步由原始圖像映射子塊中像素f(Xi，Yi)確定縮小圖像中像素點g(x，y)
采用本發(fā)明的多模式圖像縮放新算法可以根據縮放比例自適應選取縮放算法，使 得圖像縮放效果達到良好的視覺效果。另外，本發(fā)明中的基于加權有理函數的圖像縮放新算法可單獨用于對圖像進行縮 小操作，同樣，其具體算法如下設f” f ‘,分別為被插值函數在分點Xi的函數值和導數值，X0 < X1 < · · · <xn, 、、1為正參數，1=0，1，...，11。記比=\+1-\，θ = (X-Xi)/比，構造三次有理樣條爐(X)
φ(χ) = Pi(X)Zqi(X)其中Pi (χ) = (1- θ )3 α Ji+ (1_ θ )2 θ Vi+ (1- θ ) θ 2Wi+ θ 3 βq i ( χ ) = ( 1 - θ ) α j + (2-3)Vi= (2ai+3i)fi+aihii (2-4)Wi = ( a j+2 β》fi+1- β ^f' i+1(2-5)構造加權三次有理函數插值函數禮(Χ):
(2-1)
(2-2) β
7 其中ni(ai， ^，θ，、)為(2-1)中獲取的插值樣條系數，Iii為相應權重系數，i = 1， 2 j 3 ο利用上述加權有理函數插值算法可以改善圖像縮小后邊緣鋸齒和部分信息丟失 信息現象，而在其他區(qū)域能保持良好的清晰度。在上述實施例中，僅對本發(fā)明進行了示范性描述，但是本領域技術人員在不脫離 本發(fā)明所保護的范圍和精神的情況下，可根據不同的實際需要設計出各種實施方式。
權利要求
一種自適應圖像縮放方法，該方法具體如下 if(Re size_xy＞Thres1) 三次有理樣條插值 else if(Re size_xy＞Thres2) 加權三次有理樣條插值 else 基于映射圖像子塊的圖像縮小算法其中Re size_xy為縮放比例，Thresi i＝1，2為閾值，且Thres1＞Thres2。
2.根據權利要求1所述的自適應圖像縮放方法，其特征在于所述三次有理條樣插值 算法如下設f\、f' i分別為被插值函數在分點Xi的函數值和導數值，x0 < Xl < . . . < xn, a ^ 1為正參數，1=0，1，...，11，記比=\+1-\，0 = (x-XiVhi，構造三次有理樣條爐(x) 其中Pi(x) = (l- e)3a jfj+d- e)2 e Vi+ (l- e) e 2Wi+ e3^ jfi+1 Qi (x) = (i-e) ai+0 v. = (2 a ^fj+a jhif' i w. = .+2^, .h.f ,+1三次有理樣條滿足樹x,) = /、(pix,) = f:，利用三次有理樣條插值算法進行圖像放大 操作。
3.根據權利要求2所述的自適應圖像縮放方法，其特征在于所述加權三次有理條樣 算法具體如下在有理三次樣條插值函數基礎上，構造加權三次有理函數插值函數隊(X): 其中ni(ai，I，e，比)為通過公式樹x)二只⑴/仏⑴獲取的插值樣條系數，K為相應權重 系數，i = 1，2，3，利用上述加權三次有理函數插值算法進行圖像縮小操作。
4.根據權利要求3所述的自適應圖像縮放方法，其特征在于所述基于映射圖像子塊 的圖像縮小算法具體如下第一步由縮小尺寸確定子塊的尺寸N N = int(Re size_x+l)*int(Re size_y+l) 其中 Resize_x = inch_xin/inch_xout Resize_y = inch_yin/ inch_yout Re size_x. Re size_y分別為x與y方向的縮小尺寸；inch_xin、inch_yin為縮小前圖 像的x與y方向尺寸、inch_x0uO inch_yout為縮小后圖像的x與y方向尺寸； 第二步確定子塊中各像素的加權系數& 1 n A n其中諷為像素距離匹配測度，可選取多種形式，如01= |X-Xi| + |y-yi|，該匹配測度具 有計算量小的特點，在大尺寸縮小時，具有較好的實時性；第三步由原始圖像映射子塊中像素f (Xi，yi)確定縮小圖像中像素點g(x，y)
5. 一種加權三次有理條樣算法，該算法具體如下設fi、f' i分別為被插值函數在分點Xi的函數值和導數值，x0 < Xl < . . . < xn, a ^ 3 i為正參數，i = 0，1，. . .，n。記比=Xi+1-Xi, 0 = (x-XiVhi，構造三次有理樣條^>) 其中 構造加權三次有理函數插值函數禮⑷其中 為公式 )中獲取的插值樣條系數，&為相應權重系 數，i = 1，2，3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自適應圖像縮放方法，該方法具體如下設Re size_xy為縮放比例，Thresi i＝1，2為閾值，且Thres1＞Thres2，如果Re size_xy大于Thres1，則采用三次有理樣條插值；如果Re size_xy大于Thres2，則采用加權三次有理樣條插值；其它，采用基于映射圖像子塊的圖像縮小算法。一方面，采用本發(fā)明的多模式圖像縮放新算法可以根據縮放比例自適應選取縮放算法，使得圖像縮放效果達到良好的視覺效果。另一方面，采用本發(fā)明的加權三次有理樣條插值可以改善圖像縮小后邊緣鋸齒和部分信息丟失信息現象，而在其他區(qū)域能保持良好的清晰度。
文檔編號G06T3/40GK101923704SQ20091010806
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權日2009年6月12日
發(fā)明者舒倩 申請人:深圳市融創(chuàng)天下科技發(fā)展有限公司