一種圖像插值方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像插值方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在顯示設(shè)備向著支持4k2k(分辨率為3840X2160)的超高分辨率發(fā)展。由于目 前4k2k的圖像較少，所以需要將現(xiàn)有技術(shù)中低分量率的圖像轉(zhuǎn)化高分辨率，得到優(yōu)質(zhì)的超 高清圖像。分辨率轉(zhuǎn)化一般都是先利用圖像插值算法擴(kuò)充圖像中的像素，然后將擴(kuò)充后的 圖像縮放至目標(biāo)倍數(shù)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中提供了一種圖像插值算法，根據(jù)待處理像素周?chē)陌藗€(gè)像素按照插值 方向分為三類(lèi)（以待處理像素為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立平面直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)軸上的像素分為 一類(lèi)，在第一和第三象限的像素分為一類(lèi)，在第二和第四象限的像素分為一類(lèi)），不同類(lèi)別 對(duì)應(yīng)設(shè)定的校正參數(shù)，從而對(duì)鄰近像素賦予校正參數(shù)，將插值方向信息與校正參數(shù)利用校 正規(guī)則進(jìn)行處理，得到待處理像素校正后的插值方向信息；利用待處理像素鄰近像素的插 值方向信息對(duì)像素的插值方向信息進(jìn)行校正；利用校正后的插值方向檢測(cè)結(jié)果對(duì)待處理像 素進(jìn)行插值。
[0004] 在實(shí)現(xiàn)上述圖像插值的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述方法只利用相鄰的八個(gè)像素進(jìn)行 插值，并且將八個(gè)像素簡(jiǎn)單的分為三類(lèi)，這樣得到的方向信息不能準(zhǔn)確的反映出原像素與 周?chē)袼氐内呄蛐裕罱K使得插值之后得到的圖像不能較好的反映出原圖像的細(xì)節(jié)信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種圖像插值方法及裝置，通過(guò)按照不同角度分別確定出不 同角度上的優(yōu)選方向，并根據(jù)多個(gè)優(yōu)選方向計(jì)算插值點(diǎn)，并根據(jù)插值點(diǎn)計(jì)算新的像素，以使 插值之后的像素能夠準(zhǔn)確反映出原圖像的細(xì)節(jié)。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0007] 第一方面，本發(fā)明提供了一種圖像插值方法，包括：
[0008] 從水平方向和垂直方向中確定出基礎(chǔ)優(yōu)選方向；
[0009] 根據(jù)基礎(chǔ)優(yōu)選方向，從高角度方向、低角度方向和中角度方向中確定出高角度優(yōu) 選方向、低角度優(yōu)選方向和中角度優(yōu)選方向；
[0010] 根據(jù)待處理像素的平均亮度值、高角度優(yōu)選方向的亮度值、低角度優(yōu)選方向的亮 度值和中角度優(yōu)選方向的亮度值確定中間估計(jì)亮度值；
[0011] 根據(jù)基礎(chǔ)優(yōu)選方向、高角度優(yōu)選方向、低角度優(yōu)選方向和中角度優(yōu)選方向確定出 最優(yōu)方向，并將最優(yōu)方向上像素的色度的平均值作為中間估計(jì)色度值；
[0012] 將中間估計(jì)亮度值和中間估計(jì)色度值分別與待處理像素的亮度值和色度值作平 均得到插值像素的亮度值和色度值。
[0013] 第二方面，本發(fā)明提供了一種圖像插值裝置，包括：
[0014] 方向確定單元，用于從水平方向和垂直方向中確定出基礎(chǔ)優(yōu)選方向；
[0015] 方向確定單元，還用于根據(jù)基礎(chǔ)優(yōu)選方向，從高角度方向、低角度方向和中角度方 向中確定出高角度優(yōu)選方向、低角度優(yōu)選方向和中角度優(yōu)選方向；
[0016] 中間估計(jì)單元，用于根據(jù)待處理像素的平均亮度值、高角度優(yōu)選方向的亮度值、低 角度優(yōu)選方向的亮度值和中角度優(yōu)選方向的亮度值確定中間估計(jì)亮度值；
[0017] 中間估計(jì)單元，還用于根據(jù)基礎(chǔ)優(yōu)選方向、高角度優(yōu)選方向、低角度優(yōu)選方向和中 角度優(yōu)選方向確定出最優(yōu)方向，并將最優(yōu)方向上像素的色度的平均值作為中間估計(jì)色度 值；
[0018] 插值單元，用于將中間估計(jì)亮度值和中間估計(jì)色度值分別與待處理像素的亮度值 和色度值作平均得到插值像素的亮度值和色度值。
[0019] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種圖像插值方法及裝置，從水平方向和垂直方向中確定出 基礎(chǔ)優(yōu)選方向；根據(jù)基礎(chǔ)優(yōu)選方向，從高角度方向、低角度方向和中角度方向中確定出高角 度優(yōu)選方向、低角度優(yōu)選方向和中角度優(yōu)選方向；根據(jù)待處理像素的平均亮度值、高角度優(yōu) 選方向的亮度值、低角度優(yōu)選方向的亮度值和中角度優(yōu)選方向的亮度值確定中間估計(jì)亮度 值；根據(jù)基礎(chǔ)優(yōu)選方向、高角度優(yōu)選方向、低角度優(yōu)選方向和中角度優(yōu)選方向確定出最優(yōu)方 向，并將最優(yōu)方向上像素的色度的平均值作為中間估計(jì)色度值；將中間估計(jì)亮度值和中間 估計(jì)色度值分別與待處理像素的亮度值和色度值作平均得到插值像素的亮度值和色度值。 這樣，由于確定最優(yōu)方向時(shí)綜合考慮了十個(gè)方向上像素的變化，使得最終確定出的最優(yōu)方 向能夠準(zhǔn)確反映出待處理像素在所屬區(qū)域內(nèi)的最接近的像素方向，使得根據(jù)最優(yōu)方向插值 后的插值像素能夠準(zhǔn)確的反映出原圖像的細(xì)節(jié)信息。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中 所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí) 施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其他的附圖。
[0021] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種陣列排布像素的方法；
[0022] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圖像插值方法的流程示意圖；
[0023] 圖3為圖1中的高角度方向的示意圖；
[0024] 圖4為圖1中的中角度方向的示意圖；
[0025] 圖5為圖1中的低角度方向的示意圖；
[0026] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圖像插值裝置的功能示意圖；
[0027] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種圖像插值裝置的功能示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029] 本發(fā)明所有實(shí)施例適用于像素為陣列排布的圖像。像素的亮度值用 表示；像素的色度值用表示。其中，第一角標(biāo)表示像素在圖像 中的行數(shù)，第二角標(biāo)表示像素在圖像中的列數(shù)。
[0030] 如圖1所示，本發(fā)明中的待處理像素是第i行第j列的像素、第i行第j+Ι列的像 素、第i+Ι行第j列的像素、第i+Ι行第j+Ι列的像素這四個(gè)像素的統(tǒng)稱(chēng)。最后計(jì)算得出的 新的插值像素是如圖1所示的像素 al、像素 a2、像素 a3、像素 a4。
[0031] 待處理像素的亮度值為、,，Y1> ]+1，Y1+1> ]，Y1+1, ]+1，待處理像素的色度值分別為U1, , 和 Vi, j，Ui, j+1 和 V i, j+1，Ui+1, j和 V i+1, j，Ui+1,』+1和 V i+1, j+1 〇
[0032] 實(shí)施例一
[0033] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種圖像插值方法。如圖2所示，包括：
[0034] 201、從水平方向和垂直方向中確定出基礎(chǔ)優(yōu)選方向。
[0035] 需要說(shuō)明的是，基礎(chǔ)優(yōu)選方向用于表示待處理像素在包含待處理像素的周?chē)鷧^(qū)域 內(nèi)，待處理像素與水平方向的像素或者垂直方向的像素更相似。
[0036] 需要說(shuō)明的是，一個(gè)像素可以通過(guò)亮度（Y分量）和色度（U分量和V分量）表示。 其中，像素的亮度變化更能反映出像素之間的相似程度，所以本實(shí)施例中優(yōu)選利用像素的 亮度值來(lái)判斷待處理像素與哪一方向上的像素更相似。
[0037] 具體的，確定基礎(chǔ)優(yōu)選方向的方法為：計(jì)算水平方向像素平均差值avg_h和垂直 方向像素平均差值avg_v ;在avg_h小于avg_v的情況下，將水平方向確定為基礎(chǔ)優(yōu)選方 向；在avg_h不小于avg_v的情況下，將垂直方向確定為基礎(chǔ)優(yōu)選方向。
[0038] 上述方法中的avg_h和avg_v可以至少有以下兩種計(jì)算方法：
[0039] 第一種計(jì)算方法是a Vg-h=
[0041] 需要說(shuō)明的是，確定基礎(chǔ)優(yōu)選方向的方法，還可以是現(xiàn)有技術(shù)中的任意一種確定 待處理像素更接近水平方向上的像素或者垂直方向上的像素的方法，本發(fā)明對(duì)此不做限 定。
[0042] 202、根據(jù)基礎(chǔ)優(yōu)選方向，從高角度方向、低角度方向和中角度方向中確定出高角 度優(yōu)選方向、低角度優(yōu)選方向和中角度優(yōu)選方向。
[0043] 其中，高角度方向是指如圖3所示的兩條線所代表的兩種方向；中角度方向是指 如圖4所示的四條線所代表的四種方向；低角度方向是指如圖5所示的四條線所代表的四 種方向。
[0044] 需要說(shuō)明的是，陣列排布的像素中，行間距和列間距可以相同也可以不同。不論行 間距和列間距分別為多少，對(duì)本發(fā)明中的方法并不產(chǎn)生影響。本發(fā)明所有實(shí)施例中的45度 方向、135度方向，72度方向、108度方向、18度方向、162度方向、80. 5度方向、99. 5度方向、 9. 5度方向和170. 5度方向并不是指實(shí)際像素之間的角度，而僅僅是表明像素之間的相對(duì) 位置關(guān)系。
[0045] 在不同角度方向只代表像素之間相對(duì)位置關(guān)系時(shí)，可以將行間距和列間距等值看 待，此時(shí)根據(jù)三角函數(shù)計(jì)算出的估計(jì)值，可以得出高角度方向是指45度方向和135度方向， 中角度方向是指72度方向、108度方向、18度方向和162度方向，低角度方向是指80. 5度 方向、99. 5度方向、9. 5度方向和170. 5度方向。
[0046] 需要說(shuō)明的是，從高角度方向、低角度方向和中角度方向中確定出高角度優(yōu)選方 向、低角度優(yōu)選方向和中角度優(yōu)選方向具體為，從兩種角度方向中確定哪一方向上像素更 接近，就把該方向確定為高角度優(yōu)選方向，從四種低角度方向中確定哪一方向上像素更接 近，就把該方向確定為低角度優(yōu)選方向，從四種中角度方向中確定哪一方向上像素更接近， 就把該方向確定為中角度優(yōu)選方向。
[0047] 具體的，確定高角度優(yōu)選方向、低角度優(yōu)選方向和中角度優(yōu)選方向的方法為：
[0048] 計(jì)算45度方向像素平均差值avg_45和135度方向像素平均差值avg_135 ;在 avg_45小于avg_135的情況下，將45度方向確定為高角度優(yōu)選方向；在avg_45不小于 avg_135的情況下，將135度方向確定為高角度優(yōu)選方向；
[0049] 在基礎(chǔ)優(yōu)選方向是水平方向的情況下，計(jì)算18度方向像素平均差值avg_18和162 度方向像素平均差值avg_162 ;在avg_18小于avg_162的情況下，將18度方向確定為中角 度優(yōu)選方向；在avg_18不小于avg_162的情況下，將162度方向確定為中角度優(yōu)選方向；或 者，在基礎(chǔ)優(yōu)選方向是垂直方向的情況下，計(jì)算72度方向像素平均差值avg_72和108度方 向像素平均差值avg_108 ;在avg_72小于avg_108的情況下，將72度方向確定為中角度優(yōu) 選方向；在avg_72不小于avg_108的情況下，將108度方向確定為中角度優(yōu)選方向；
[0050] 在基礎(chǔ)優(yōu)選方向是水平方向的情況下，計(jì)算9. 5度方向像素平均差值avg_9. 5和 170. 5度方向像素平均差值avg_170. 5 ;在avg_9. 5小于avg_170. 5的情況下，將9. 5度方 向確定為低角度優(yōu)選方向；在avg_9. 5不小于avg_170. 5的情況下，將170. 5度方向確定為 中角度優(yōu)選方向；或者，在基礎(chǔ)優(yōu)選方向是垂直方向的情況下，計(jì)算80. 5度方向像素平均 差值avg_80. 5和99. 5度方向像素平均差值avg_99. 5 ;在avg_80. 5小于avg_99. 5的情況 下，將80. 5度方向確定為低角度優(yōu)選方向；在avg_80. 5不小于avg_99. 5的情況下，將99. 5 度方向確定為低角度優(yōu)選方向。
[0051] 上述方法中的 avg_45、avg_13、avg_18、avg_162、avg_72、avg_108、avg_9. 5、 avg_170. 5、avg_80. 5、avg_99. 5可以至少有以下兩種計(jì)算方法：
[0052] 第一種計(jì)算方法是
[0053]
[0054] CN 105096253 A 說(shuō)明書(shū) 5/21 頁(yè)

[0074] 203、根據(jù)待處理像素的平均亮度值、高角度優(yōu)選方向的亮度值、