[发明专利]基于样条曲面的图像插值方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术，尤其涉及基于样条曲面的图像插值方法及装置。

背景技术

在传统图像插值算法中，最近邻插值较简单，容易实现，早期的时候应用比较普遍。但是，该方法会在新图像中产生明显的锯齿边缘和马赛克现象。双线性插值法具有平滑功能， 能有效地克服最近邻法的不足，但会退化图像的高频部分，使图像细节变模糊。在放大倍数比较高时，高阶插值，如双三次和三次样条插值等比低阶插值效果好。这些插值算法可以使插值生成的像素灰度值延续原图像灰度变化的连续性，从而使放大图像浓淡变化自然平滑。但是在图像中，有些像素与相邻像素间灰度值存在突变，即存在灰度不连续性。这些具有灰度值突变的像素就是图像中描述对象的轮廓或纹理图像的边缘像素。在图像放大中，对这些具有不连续灰度特性的像素，如果采用常规的插值算法生成新增加的像素，势必会使放大图像的轮廓和纹理模糊，降低图像质量。

为了克服传统方法的不足，提出了许多边缘保护的插值方法，对插值图像的边缘有一定的增强，使得图像的视觉效果更好，边缘保护的插值方法可以分为两类： 基于原始低分辨图像边缘的方法和基于插值后高分辨率图像边缘的方法。基于原始低分辨率图像边缘的方法:(1)首先检测低分辨率图像的边缘，然后根据检测的边缘将像素分类处理， 对于平坦区域的像素，采用传统方法插值；对于边缘区域的像素，设计特殊插值方法，以达到保持边缘细节的目的。(2)基于插值后高分辨率图像边缘的方法这类插值方法: 首先采用传统方法插值低分辨率图像，然后检测高分辨率图像的边缘，最后对边缘及附近像素进行特殊处理，以去除模糊，增强图像的边缘，这种缩放算法，在边缘、细节等方面可以取得较良好的处理效果，要获得高精度的处理结果，却只能牺牲速度，采用复杂度较高的算法。

综合考虑以上分析，用图像插值算法进行图像缩放时，总是存在图像处理精度和图像重构速度两个相悖的要素难以兼顾。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了基于样条曲面的图像插值方法及装置，能够利用简化的算法提高图像重构速度并提升图片处理精度。

本发明提供了基于样条曲面的图像插值方法，包括：

在原图像内选择包含待插值像素的控制点矩阵；

通过样条曲面函数和所述控制点矩阵获取放大图像内包含所述待插值像素的插值矩阵中各个像素点的像素值。

相应地，本发明还提供了基于样条曲面的图像插值装置，包括：

控制矩阵选取单元，用于在原图像内选择包含待插值像素的控制点矩阵；

与所述控制矩阵选取单元相连的插值矩阵计算单元，用于通过样条曲面函数和所述控制点矩阵获取放大图像内包含所述待插值像素的插值矩阵中各个像素点的像素值。

实施本发明，具有如下有益效果：

由于本发明采用样条函数构造曲面来实现图像的插值，能很好地规避传统插值方法产生的锯齿，在图像放大的过程中适当地调整参考点的值，使得放大后图像的对比度和边缘处的效果得到较好的提高，并通过简化算法，保证了图像放大重构的效率。

附图说明

图1是本发明基于样条曲面的图像插值方法的流程图；

图2是本发明基于样条曲面的图像插值方法的实施例流程图；

图3是本发明基于样条曲面的图像插值方法的实施例示意图；

图4是本发明基于样条曲面的图像插值装置的示意图；

图5是本发明基于样条曲面的图像插值装置的实施例示意图之一；

图6是本发明基于样条曲面的图像插值装置的实施例示意图之二。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

图1是本发明基于样条曲面的图像插值方法的流程图，包括：

S101：在原图像内选择包含待插值像素的控制点矩阵；

S102：通过样条曲面函数和所述控制点矩阵获取放大图像内包含所述待插值像素的插值矩阵中各个像素点的像素值。

与传统的图像插值方式不同，本发明创造性地将样条曲面的构造方法，运用到图像插值中来。通过简化算法，极大提高了图像的重构效率，对于图像大倍率放大，效果显著。