[发明专利]一种数字图像的亚像元的分解与增强方法

说明书

技术领域

本发明属于数字图像识别与显示处理。

背景技术

双线性内插值法、立方卷积内插法是缩小数字图像的像元尺寸，减少马赛克效应，提高视觉分辨率的一般亚像元分解方法，但利用这种方法处理的图像常常出现像素值不连续的情况。如果使用平滑或多次分解消除不连续现象后，又会出现目标图像与原图像的差异大、图像失真较大与模糊的现像，即使应用拉普拉斯变换增强模糊图像，但不能弥补部分丢失的图像信息，处理后的图像质量并不十分理想。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明采用的方法是利用经典的双线性内插或立方卷积内插对直接对二维数字图像像元的进行亚像元分解，之后，采用2*2或3*3的中部像元像元回代的方法，以减少内插后信息损失，并且通过2*2或3*3的逐步分解，可以解决从大像元一次分解到小像元所产生的图像不连续的现象，从而提高数字图像的分辨率和可视效果。

本发明包括在存储媒介中需要处理的N×M数字图像，具体步骤依次为：

(1)将存储媒介中需要处理的N×M数字图像调入计算机，作为G₁，设G₁的像元大小为S，结果图像的像元大小为D；

(2)选用以下两种分解中的一种，或交替使用，对G₁进行亚像元分解：

a.利用双线性内插算法或立方卷积法，将像元大小为S的图像分解为像元大小S/3的亚像元图像，即将一个像元分解为9个像元，设G₁的图像大小为N行M列，则G₂为3×N行、3×M列；

b.利用双线性内插法或立方卷积内插法，将像元大小为S的图像分解为大小S/2的亚像元图像，即将一个像元分解为4个像元，设G₁的图像大小为N行M列，则G₂为2×N行、2×M列；

(3)用G₁的像点数值替换G₂图像的某些像点的数值，与S/3分解或S/2分解所对应，选用以下的一种方法进行替代：

a.S/3分解的替代，

读入N行M列数字阵列G₁，赋给数组A(i，j)，其中i＝1，2，...，N；j＝1，2，...，M

读入3×N行3×M列的图像G₂，赋给数组B(i，j)，其中i＝1，2，...，3×N；j＝1，2，...，3×M

i从1到N，步长为1，j从1到M，步长为1，进行2重循环，将A(i，j)赋值给B(3×i，3×j)，即用G₁的每个元素，替换图像G₂的3倍行列点上的元素，得到新图像G₃；

b.S/2分解的替代，

读入N行M列数字阵列G₁，赋给数组A(i，j)，其中i＝1，2，...，N；j＝1，2，...，M

读入2×N行2×M列的图像G₂，赋给数组B(i，j)，其中i＝1，2，...，2×N；j＝1，2，...，2×M

i从1到N，步长为1，j从1到M，步长为1，进行2重循环，将A(i，j)赋值给B(2×i，2×j)，即用G₁的每个元素，替换图像G₂的2倍行列点上的元素，得到新图像G₃；

(4)用3*3滤波器，对G₃进行平滑处理，得到图像G₄，滤波器结构如下：