[发明专利]基于边缘提取的图像放大方法

权利要求书

1.一种基于边缘提取的图像放大方法，其特征在于，其实施步骤如下：

（1）对待放大的图像进行高斯滤波去噪预处理，得到预处理后的图像；

（2）在预处理后的图像中，以各个像素点为网格顶点构建像素网格，查找像素网格与待确定边缘的相交点；

（3）对查找到的相交点进行数量和位置的优化，得到优化后的相交点；

（4）连接优化后的相交点形成连贯的边缘；

（5）在所述边缘两侧寻找像素值受该边缘影响的像素点，标记这些像素点；

（6）根据图像需要放大的倍数，将所述像素网格均匀细分，得到像素网格内的若干细分网格；

（7）根据所述边缘的信息和带有标记的像素点的信息进行插值计算，得到各个细分网格所对应的像素值，完成图像的放大。

2.根据权利要求1所述的基于边缘提取的图像放大方法，其特征在于，所述步骤（2）中查找像素网格与待确定边缘的相交点时：

（a）沿着像素网格水平和竖直的各个边分别进行查找，查找像素值连续递增或者递减变化的线段；

（b）针对每条查找到的线段，获取该线段的梯度最大值G_m和长度L并分别与对应的阈值相比较，梯度最大值G_m和长度L均超过阈值的线段则认为有待确定边缘经过该线段；

（c）所述相交点在该线段中的位置X符合下式：

（X-L₃）/（L₄-L₃）=（V_m-V₁）/（V₂-V₁）（1）

式（1）中：

V₁、V₂分别为该线段两个端点的像素值；

L₃、L₄分别为与V₃、V₄相对应的像素点在该线段中的位置；

V_m为V₃、V₄的均值；

其中，V₃、V₄分别为该线段中梯度最大处所对应的两个像素的像素值。

3.根据权利要求1所述的基于边缘提取的图像放大方法，其特征在于，所述步骤（3）中对查找到的相交点进行数量和位置的优化时，作如下处理：

当某个网格顶点恰为所述相交点，且与该网格顶点相连的四个单元网格边中还有其他相交点时，则将所述其他相交点删除；

当某两个相交点靠近同一个网格顶点时，删除这两个相交点，并将与这两个相交点靠近的网格顶点作为新的相交点。

4.根据权利要求1所述的基于边缘提取的图像放大方法，其特征在于，所述步骤（3）中对查找到的相交点进行数量和位置的优化时，作如下处理：当某一单元网格中有三个相交点，若该相交点所在像素网格边上两个顶点像素的梯度远大于第三个相交点所在像素网格边上两个顶点像素的梯度，则删除第三个相交点。

5.根据权利要求1所述的基于边缘提取的图像放大方法，其特征在于，所述步骤（3）中对查找到的相交点进行数量和位置的优化时，作如下处理：当某一单元网格内只有一个相交点且不是网格顶点时，则根据该单元网格周围的相交点位置，在该单元网格内增加一个相交点。

6.根据权利要求1所述的基于边缘提取的图像放大方法，其特征在于，所述步骤（4）中形成连贯的边缘后，将所述边缘的不连续部分进行补充。

7.根据权利要求1所述的基于边缘提取的图像放大方法，其特征在于，所述步骤（4）中形成连贯的边缘后，将所述边缘中的尖刺部分进行平滑处理。

8.根据权利要求1所述的基于边缘提取的图像放大方法，其特征在于，所述步骤（5）中在所述边缘两侧寻找像素值受该边缘影响的像素点时：

把像素网格内的每个单元网格沿着水平方向和竖直方向均分成四个小区域，找到所述边缘在该单位网格内经过的小区域，该小区域所对应的像素顶点即为受该边缘影响的像素点。

9.根据权利要求1所述的基于边缘提取的图像放大方法，其特征在于，所述步骤（7）的插值计算的详细步骤为：

对于像素网格内的每个单元网格作如下判断：

（i）若该单元网格内无边缘经过，对该单元网格的四个网格顶点进行双线性插值，得到根据该单元网格内各个细分网格的像素值；

（ii）若该单元网格内有边缘经过，对处在当前单元网格内的边缘做垂线，沿所述垂线的主方向在该段边缘的两侧进行查找，分别找到第一个具有前景颜色值F_c的像素以及第一个具有背景颜色值B_c的像素，且在查找时忽略在步骤（5）中被标记的像素点；

当前单元网格内的各个细分网格中，

（ii-1）若细分网格内无边缘经过，根据该细分网格相对于边缘的位置将前景颜色值F_c或背景颜色值B_c赋值给该细分网格；

（ii-2）若细分网格内有边缘经过，计算该细分网格处在边缘两侧部分的面积，面积作为对应的加权系数用前景颜色值F_c或背景颜色值B_c计算该细分网格的像素值。