[发明专利]基于双二次B样条局部插值的图像缩放方法

摘要

本发明公开了一种基于双二次B样条局部插值的图像缩放算法。算法核心是采用一个双二次B样条函数对源图像局部4×4区域的16个像素进行插值描述，并通过对该函数进行重采样来实现图像的缩放。本算法避免了传统的二次插值算法带来的相位失真的问题，在视觉效果上也能达到与双三次算法近似的效果。由于该算法是一个局部性算法，每一个处理单元以及所利用的像素资源之间是相互独立的，其处理过程具有很好的并行性，可以在GPU中对该算法进行加速，从而在保证双三次算法效果的基础上提高了算法的效率，满足了图像处理的实时要求。

主权项

一种基于双二次B样条局部插值的图像缩放方法，该方法包括以下步骤：(1)将分辨率为M×N的源图像(5)由RGB颜色空间转换到YUV颜色空间；(2)将转换到YUV颜色空间后的源图像(5)放大，得到分辨率为nM×nN的目标图像(6)，n表示源图像需要放大的倍数，以n×n的像素组合矩阵作为一个处理单元(1)遍历此目标图像(6)，对每个处理单元(1)执行以下三个操作，直至得到缩放后的图像的Y分量亮度值：a.将该处理单元(1)向前映射到源图像(5)中，生成一个映射点(2)；b.在源图像(5)中取该映射点(2)周围4×4像素的矩阵区域作为一个采样点空间(3)，使映射点(2)成为此采样点空间(3)四阶矩阵的第2行第2列元素，用一个双二次B样条函数对这个采样点空间(3)内的16个像素的Y分量亮度值进行插值，得到这个双二次B样条函数的控制顶点矩阵P；c.将采样点空间(3)放大n倍得到4n ×4n的重采样空间(4)，将由操作b得到的控制顶点矩阵P运用到重采样空间(4)得到4n×4n矩阵，并将该4n ×4n矩阵中第n+1行至第2n行、第n+1列至第2n列共n2个元素赋值给当前处理单元(1)的相应像素，作为这些像素的Y分量亮度值；(3)对经过步骤(2)处理完成之后得到的目标图像(6)的U、V分量进行双线性插值运算，得到缩放后的图像的U、V分量；(4)根据缩放后的图像的Y、U和V分量，将缩放后的图像转换到RGB颜色空间。