一种图像增强设备和方法技术

本发明专利技术公开了一种图像增强方法。该方法包括：根据预定的放大比率，对图像进行放大，作为放大图像的低频部分；获取所述图像的高频部分；对所述放大图像的低频部分划块，以匹配所述图像的像素块；利用所述图像的像素块，建立所述放大图像的低频部分的像素块与高频部分的像素块的对应关系；将高频部分的像素块叠加到所述放大图像的低频部分，获得分辨率增加的图像。该方法简单、高效，大大降低了图像处理的计算量，能够实现高清图像的实时转换和观看。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像增强设备和方法。
技术介绍
在图像处理领域，图像增强技术是很重要的研究方向。图像增强技术主要研究将原来不清晰的图像变得清晰或者增强某些关注的特征，抑制非关注的特征，以达到改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果的目的。现有的增加图像分辨率的技术可分为两大类，一类是基于多张低分辨率图像，通过对图像进行校正，然后利用插值、重建或者学习等方式得到一副高分辨率图像，这类方法效果的优劣很大程度上取决于两副图像之间的运动参数，而且计算复杂度较高。第二类方法是基于单张低分辨率图像，通过各种插值算法得到高分辨率图像。由于这种方法只涉及低分辨率图像本身，因此适用范围更广。广泛采用的插值算法包括最近邻插值、双线性插值和立方卷积插值等。其中，最邻近插值算法最简单，但最邻近插值算法也最易产生像素值不连续，从而导致块效应，进而造成图像模糊，放大后图像质量效果一般不够理想。双线性插值算法较为复杂，双线性插值算法不会出现像素值不连续的情况，放大后的图像质量较高，但由于双线性插值具有低通滤波器的性质，使高频分量受损，所以可能会使图像中各个主题的边缘轮廓和细节部分在一定程度上变得模糊。立方卷积插值算法复杂，可以保留相对较为清晰的边缘轮廓和细节，可降低或避免放大后的图像中各个主题边缘轮廓的锯齿现象及细节部分的梳状现象，插值效果相对真实，使放大后图像质量更加完善化，然而计算复杂度也最高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过增加图像分辨率来生成高清图像的方法，以解决现有增加图像分辨率的方法计算复杂度高、无法实现实时转换和观看的缺点。根据本专利技术的一个方面，提供一种图像增强方法，包括：a)根据预定的放大比率，对图像进行放大，作为放大图像的低频部分；b)获取所述图像的高频部分；c)对所述放大图像的低频部分划块，以匹配所述图像的像素块；d)利用所述图像的像素块，建立所述放大图像的低频部分的像素块与高频部分的像素块的对应关系；e)将高频部分的像素块叠加到所述放大图像的低频部分，获得分辨率增加的图像。进一步，该方法还包括判断所述分辨率增加的图像是否满足分辨率要求，如果不满足所述分辨率要求，则将所述分辨率增加的图像作为初始图像，并对其进行步骤a)至步骤e)。进一步，根据预定的放大比率对图像进行放大包括对所述图像进行多次逐级放大。进一步，多次逐级放大中的每次逐级放大的放大比率为N+1/N，N为整数。进一步，利用所述图像的像素块建立所述放大图像的低频部分的像素块与高频部分的像素块的对应关系包括：对所述图像进行模糊，然后下采样，得到缩小图像，所述缩小图像的缩小倍数与放大图像的放大比率对应，在所述图像中搜索与所述放大图像的低频部分中的第一像素块对应的第二像素块，在所述缩小图像中搜索到与第二像素块最相似的第三像素块，其中将所述图像中与第三像素块对应的第四像素块的高频部分叠加到第一像素块。进一步，该方法还包括通过最近邻算法增加与特定位置匹配的高频部分的像素块。进一步，该方法还包括：通过最近邻算法获取与特定位置匹配的k个候选的高频部分的像素块；从k个候选的高频部分的像素块获得一个暂定的最优像素块；利用暂定的最优像素块进行拼接，以获得初始的高频图像；通过归纳法获得最终高频图像，所述归纳法包括：1)对于已经获得的高频图像N，基于高频图像N计算高频图像N+1，以高频图像N中(px,py)为中心的像素块分析，从候选的k个像素块找到最优像素块P，使得像素块P满足以下条件：该像素块扩展的边界要尽可能和高频图像N的相应区域的取值一致，2)利用最优像素块拼接高频图像N+1，3)重复步骤1)和2)直至所得的图像不再有变动，或者达到迭代的最大次数。根据本专利技术的另一个方面，提供一种图像增强设备，包括：图像放大单元，用于根据预定的放大比率，对图像进行放大，作为放大图像的低频部分；高频获取单元，用于获取所述图像的高频部分；划块匹配单元，用于对所述放大图像的低频部分划块，以匹配所述图像的像素块；对应关系建立单元，用于利用所述图像的像素块，建立所述放大图像的低频部分的像素块与高频部分的像素块的对应关系；叠加单元，用于将高频部分的像素块叠加到所述放大图像的低频部分，获得分辨率增加的图像。进一步，该设备还包括判断单元，用于判断所述分辨率增加的图像是否满足分辨率要求，如果不满足所述分辨率要求，则将所述分辨率增加的图像作为初始图像输入到所述图像放大单元和所述高频获取单元进行处理。进一步，所述图像放大单元对所述图像进行多次逐级放大。进一步，所述多次逐级放大中的每次逐级放大的放大比率为N+1/N，N为整数。进一步，所述对应关系建立单元包括：下采样单元，用于对所述图像进行模糊，然后下采样，得到缩小图像，所述缩小图像的缩小倍数与放大图像的放大比率对应，第一搜索单元，用于在所述图像中搜索与所述放大图像的低频部分中的第一像素块对应的第二像素块，第二搜索单元，用于在所述缩小图像中搜索到与第二像素块最相似的第三像素块，其中所述叠加单元将所述图像中与第三像素块对应的第四像素块的高频部分叠加到第一像素块。进一步，该设备还包括像素块拼接单元，用于通过最近邻算法增加与特定位置匹配的高频部分的像素块。进一步，所述像素块拼接单元用于：通过最近邻算法获取与特定位置匹配的k个候选的高频部分的像素块；从k个候选的高频部分的像素块获得一个暂定的最优像素块；利用暂定的最优像素块进行拼接，以获得初始的高频图像；通过归纳法获得最终高频图像，所述归纳法包括：1)对于已经获得的高频图像N，基于高频图像N计算高频图像N+1，以高频图像N中(px,py)为中心的像素块分析，从候选的k个像素块找到最优像素块P，使得像素块P满足以下条件：该像素块扩展的边界要尽可能和高频图像N的相应区域的取值一致，2)利用最优像素块拼接高频图像N+1，3)重复步骤1)和2)直至所得的图像不再有变动，或者达到迭代的最大次数。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：与现有的插值算法相比，本专利技术公开的增加图像分辨率的方法简单、高效，大大降低了图像处理的计算量，能够实现高清图像的实时转换和观看。附图说明为了进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。图1示出根据本专利技术的一个实施例的提高图像分辨率的方法100的流程图。图2示出根据本专利技术的一个实施例提高图像分辨率的示例示意图。图3示出根据本专利技术的一个实施例为提高图像匹配精确度在不同频率的图像中搜索对应像素块的示意图。图4示出根据本专利技术的一个实施例用于确保拼接连贯性的示意图图5示出根据本专利技术的一个实施例提高图像分辨率的设备。图6示出根据本专利技术的一个实施例的对应关系建立单元。具体实施方式在以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的方法或操作以免造成本专利技术的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量和配置，以便提供对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像增强方法，包括：a)根据预定的放大比率，对图像进行放大，作为放大图像的低频部分；b)获取所述图像的高频部分；c)对所述放大图像的低频部分划块，以匹配所述图像的像素块；d)利用所述图像的像素块，建立所述放大图像的低频部分的像素块与高频部分的像素块的对应关系；e)将高频部分的像素块叠加到所述放大图像的低频部分，获得分辨率增加的图像。

【技术特征摘要】
1.一种图像增强方法，包括：a)根据预定的放大比率，对图像进行放大，作为放大图像的低频部分；b)获取所述图像的高频部分；c)对所述放大图像的低频部分划块，以匹配所述图像的像素块；d)利用所述图像的像素块，建立所述放大图像的低频部分的像素块与高频部分的像素块的对应关系；e)将高频部分的像素块叠加到所述放大图像的低频部分，获得分辨率增加的图像。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括判断所述分辨率增加的图像是否满足分辨率要求，如果不满足所述分辨率要求，则将所述分辨率增加的图像作为初始图像，并对其进行步骤a)至步骤e)。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预定的放大比率对图像进行放大包括对所述图像进行多次逐级放大。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多次逐级放大中的每次逐级放大的放大比率为N+1/N，N为整数。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述图像的像素块建立所述放大图像的低频部分的像素块与高频部分的像素块的对应关系包括：对所述图像进行模糊，然后下采样，得到缩小图像，所述缩小图像的缩小倍数与放大图像的放大比率对应，在所述图像中搜索与所述放大图像的低频部分中的第一像素块对应的第二像素块，在所述缩小图像中搜索到与第二像素块最相似的第三像素块，其中将所述图像中与第三像素块对应的第四像素块的高频部分叠加到第一像素块。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括通过最近邻算法增加与特定位置匹配的高频部分的像素块。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：通过最近邻算法获取与特定位置匹配的k个候选的高频部分的像素块；从k个候选的高频部分的像素块获得一个暂定的最优像素块；利用暂定的最优像素块进行拼接，以获得初始的高频图像；通过归纳法获得最终高频图像，所述归纳法包括：1)对于已经获得的高频图像N，基于高频图像N计算高频图像N+1，以高频图像N中(px,py)为中心的像素块分析，从候选的k个像素块找到最优像素块P，使得像素块P满足以下条件：该像素块扩展的边界要尽可能和高频图像N的相应区域的取值一致，2)利用最优像素块拼接高频图像N+1，3)重复步骤1)和2)直至所得的图像不再有变动，或者达到迭代的最大次数。8.一种图像增强设备，包括：图像放大单元，用于根据预定的放大比率，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖东晋，张立群，刘顺宗，
申请(专利权)人：阿依瓦北京技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11