基于平移不变性的图像放大方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种平移不变性的三次曲面图像放大方法和装置，属于图像处理技术领域，包括以下步骤：(1)提取像素点(i,j)和像素值；(2)平移像素点和像素值；(3)构造三次曲面；(4)提取补偿像素区域；(5)平移补偿像素区域；(6)计算补偿像素值；(7)构造补偿像素块；(8)构造放大图像。该方法提高了放大图像的峰值信噪比和结构相似性，可用于彩色图像的放大，便于人们研究图像的局部信息。们研究图像的局部信息。们研究图像的局部信息。

【技术实现步骤摘要】
基于平移不变性的图像放大方法和装置


[0001]本专利技术属于图像处理
，具体涉及一种平移不变性的三次曲面图像放大方法和装置。

技术介绍

[0002]在图像处理领域，图像放大是利用待放大图像的信息增加图像分辨率的一种有效方法。补偿像素是利用图像像素点和像素值之间的关系，补偿一些新像素点和像素值的图像放大方法。
[0003]利用插值函数在待放大图像原有像素点和像素值的基础上增加像素点和像素值的方法，但容易出现峰值信噪比和结构相似性不高等明显的走样现象。双线性插值算法由于插值的结果是连续的，所以视觉上会比最邻近点插值算法要好一些，不过运算速度稍微要慢一点。基于学习的图像放大方法具有较好的视觉效果，但峰值信噪比和结构相似性有待进一步提高，且算法相对于插值图像放大方法较慢。
[0004]基于上述问题，本专利技术提出一种平移不变性的三次图像放大方法和装置。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种平移不变性的三次曲面图像放大方法和装置。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种平移不变性的三次曲面图像放大方法，包括以下步骤：
[0008]提取待放大图像的像素点(i,j)及其像素值；
[0009]将像素点(i,j)向左平移j个像素、向上平移i个像素，像素值不变且做相应的平移；
[0010]利用平移区域的像素点和像素值构造三次曲面S；
[0011]提取补偿像素区域[i,i+1]×
[j,j+1]；
[0012]将补偿像素区域[i,i+1]×
[j,j+1]向左平移j个像素、向上平移i个像素；
[0013]利用平移后的补偿像素区域和构造的三次曲面S计算补偿像素值；
[0014]利用计算的补偿像素值构造补偿像素块；
[0015]利用补偿像素块构造放大图像，并保存放大图像。
[0016]优选地，所述提取待放大图像的像素点(i,j)及其像素值时，还需提取像素点(i,j)周边像素点的像素值。
[0017]优选地，待放大图像的高度为m宽度为n，提取像素点(i,j)及其周边的像素点(i
‑
1,j
‑
1)、(i
‑
1,j)、(i
‑
1,j+1)、(i
‑
1,j+2)、(i,j
‑
1)、(i,j+1)、(i,j+2)、(i+1,j
‑
1)、(i+1,j)、(i+1,j+1)、(i+1,j+2)、(i+2,j
‑
1)、(i+2,j)、(i+2,j+1)、(i+2,j+2)，共16个像素点，同时提取所述16个像素点的像素值。
[0018]优选地，对于i＝1或j＝1，2次提取i＝1或j＝1的像素点和像素值；对于i＝m
‑
1或j
＝n
‑
1，2次提取i＝m或j＝n的像素点和像素值；对于i＝m或j＝n，3次提取i＝m或j＝n的像素点和像素值。
[0019]优选地，平移所述16个像素点和像素值，将16个像素点向左平移j个像素向上平移i个像素，其对应的像素值不变且将像素值平移至相应的位置；16个像素点平移后的坐标为(
‑
1,
‑
1)、(
‑
1,0)、(
‑
1,1)、(
‑
1,2)、(0,
‑
1)、(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,
‑
1)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,
‑
1)、(2,0)、(2,1)、(2,2)，分布在区域[
‑
1,2]×
[
‑
1,2]内，原16个像素点的像素值不变平移到区域[
‑
1,2]×
[
‑
1,2]上，用公式(1)表示为v
k
；
[0020]Vk＝N1+4N2+6
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0021]其中，N1是平移像素点的横坐标，N2是平移像素点的纵坐标，k＝1,2,
…
,16。
[0022]优选地，所述利用平移区域的像素点和像素值构造三次曲面S时，利用区域[
‑
1,2]×
[
‑
1,2]平移像素点的坐标和像素值，构造三次曲面S，
[0023]S(x,y)＝v6+(v7‑
v5/3
‑
v6/2
‑
v8/6)y+(v5/2
‑
v6+v7/2)y2+(v6/2
‑
v5/6
‑
v7/2+v8/6)y3+(v
10
‑
v2/3
‑
v6/2
‑
v
14
/6)x+(v1/9+v2/6
‑
v3/3+v4/18+v5/6+v6/4
‑
v7/2+v8/12
‑
v9/3
‑
v
10
/2+v
11
‑
v
12
/6+v
13
/18+v
14
/12
‑
v
15
/6+v
16
/36)xy+(v2/3
‑
v1/6
‑
v3/6
‑
v5/4+v6/2
‑
v7/4+v9/2
‑
v
10
+v
11
/2
‑
v
13
/12+v
14
/6
‑
v
15
/12)xy2+(v1/18
‑
v2/6+v3/6
‑
v4/18+v5/12
‑
v6/4+v7/4
‑
v8/12
‑
v9/6+v
10
/2
‑
v
11
/2+v
12
/6+v
13
/36
‑
v
14
/12+v
15
/12
‑
v
16
/36)xy3+(v2/2
‑
v6+v
10
/2)x2+(v3/2
‑
v2/4
‑
v1/6
‑
v4/12+v5/3+v6/2
‑
v7+v8/6
‑
v9/6
‑
v
10
/4+v
11
/2
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平移不变性的三次曲面图像放大方法，其特征在于，包括以下步骤：提取待放大图像的像素点(i,j)及其像素值；将像素点(i,j)向左平移j个像素、向上平移i个像素，像素值不变且做相应的平移；利用平移区域的像素点和像素值构造三次曲面S；提取补偿像素区域[i,i+1]
×
[j,j+1]；将补偿像素区域[i,i+1]
×
[j,j+1]向左平移j个像素、向上平移i个像素；利用平移后的补偿像素区域和构造的三次曲面S计算补偿像素值；利用计算的补偿像素值构造补偿像素块；利用补偿像素块构造放大图像，并保存放大图像。2.根据权利要求1所述的平移不变性的三次曲面图像放大方法，其特征在于，所述提取待放大图像的像素点(i,j)及其像素值时，还需提取像素点(i,j)周边像素点的像素值。3.根据权利要求2所述的平移不变性的三次曲面图像放大方法，其特征在于，待放大图像的高度为m宽度为n，提取像素点(i,j)及其周边的像素点(i
‑
1,j
‑
1)、(i
‑
1,j)、(i
‑
1,j+1)、(i
‑
1,j+2)、(i,j
‑
1)、(i,j+1)、(i,j+2)、(i+1,j
‑
1)、(i+1,j)、(i+1,j+1)、(i+1,j+2)、(i+2,j
‑
1)、(i+2,j)、(i+2,j+1)、(i+2,j+2)，共16个像素点，同时提取所述16个像素点的像素值。4.根据权利要求3所述的平移不变性的三次曲面图像放大方法，其特征在于，对于i＝1或j＝1，2次提取i＝1或j＝1的像素点和像素值；对于i＝m
‑
1或j＝n
‑
1，2次提取i＝m或j＝n的像素点和像素值；对于i＝m或j＝n，3次提取i＝m或j＝n的像素点和像素值。5.根据权利要求4所述的平移不变性的三次曲面图像放大方法，其特征在于，平移所述16个像素点和像素值，将16个像素点向左平移j个像素向上平移i个像素，其对应的像素值不变且将像素值平移至相应的位置；16个像素点平移后的坐标为(
‑
1,
‑
1)、(
‑
1,0)、(
‑
1,1)、(
‑
1,2)、(0,
‑
1)、(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,
‑
1)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,
‑
1)、(2,0)、(2,1)、(2,2)，分布在区域[
‑
1,2]
×
[
‑
1,2]内，原16个像素点的像素值不变平移到区域[
‑
1,2]
×
[
‑
1,2]上，用公式(1)表示为v
k
；Vk＝N1+4N2+6
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，N1是平移像素点的横坐标，N2是平移像素点的纵坐标，k＝1,2,
…
,16。6.根据权利要求5所述的平移不变性的三次曲面图像放大方法，其特征在于，所述利用平移区域的像素点和像素值构造三次曲面S时，利用区域[
‑
1,2]
×
[
‑
1,2]平移像素点的坐标和像素值，构造三次曲面S，S(x,y)＝v6+(v7‑
v5/3
‑
v6/2
‑
v8/6)y+(v5/2
‑
v6+v7/2)y2+(v6/2
‑
v5/6
‑
v7/2+v8/6)y3+(v
10
‑
v2/3
‑
v6/2
‑
v
14
/6)x+(v1/9+v2/6
‑
v3/3+v4/18+v5/6+v6/4
‑
v7/2+v8/12
‑
v9/3
‑
v
10
/2+v
11
‑
v
12
/6+v
13
/18+v
14
/12
‑
v
15
/6+v
16
/36)xy+(v2/3
‑
v1/6
‑
v3/6
‑
v5/4+v6/2
‑
v7/4+v9/2
‑
v
10
+v
11
/2
‑
v
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14
/6
‑
v
15
/12)xy2+(v1/18
‑
v2/6+v3/6
‑
v4/18+v5/12
‑
v6/4+v7/4
‑
v8/12
‑
v9/6+v
10
/2
‑
v
11
/2+v
12
/6+v
13
/36
‑
v
14
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15
/12
‑
v
16
/36)xy3+(v2/2
‑
v6+v
10
/2)x2+(v3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏兵，刘小军，谢莉萍，张寅昊，王国滨，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：