CN101789119A - 确定图像插值过程中的滤波器系数的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种确定图像插值过程中的滤波器系数的方法及装置，其包括：设定至少一个偏向角，并根据该偏向角计算至少一个滤波器系数；并在所述至少一个滤波器系数中，根据待插值点的梯度法向量角度与各偏向角之间的关系确定插值点对应的滤波器系数。或者，确定插值点的距离权重函数及角度权重函数，并根据所述距离权重函数和所述角度权重函数确定所述插值点对应的滤波器系数。之后，可以根据插值点的滤波器系数进行图像插值处理。可见，本发明实施例可以在进行插值过程中考虑插值点与待插值点之间的方向信息，从而可以有效利用相应的方向信息进行滤波器系数的确定，进而提高插值处理的准确性。

Description

确定图像插值过程中的滤波器系数的方法及装置

技术领域

本发明涉及图像编解码技术领域，尤其涉及一种确定图像插值过程中的滤波器系数的方法及装置。

背景技术

图像插值技术应用于图像的显示、编码等环节中。其具体包括：当需要插值得到某一个位置的像素值时，则可以根据其周边位置已有的像素分别赋予不同的权值系数(即滤波器系数)进行加权计算得到该位置的值。相应的，需要插值的位置可以是输入图像中某些缺失像素值的位置点，或者，也可以是在进行图像放大的时候需要插入像素的位置点。

根据计算周围位置像素的权值的方式的不同，相应的图像插值可以分为线性插值和非线性插值。

相应的线性插值的数学表达可以表示为插值核函数h(x)和输入图像g(x)的卷积，相应的插值核函数描述了用于插值的像素(即插值点的像素)与待插值像素(待插值点的像素)间的函数关系，例如，插值点的像素与待插值点的像素之间的距离函数可以称为相应的滤波器系数。

即相应的线性插值的数学表达式为：：

$f\left(x\right)=\underset{k\∈S}{\mathrm{\Σ}}g\left(k\right)h(x-k);$

其中，S表示插值点的位置集合。该式的含义为：当对输入图像位于k位置的像素g(k)采用滤波器系数h(x-k)进行滤波，则得到位于x位置的像素值，相应的k位置为插值点，x位置为待插值点。

目前，在插值处理过程中，相应的插值核函数为距离函数c(ε，x)和像素值大小的相似度函数的乘积，即插值核函数为h(x)＝c(ε，x)×s(f(ε)，f(x))。而且，在边缘区域部分，由于边缘同一侧的像素值相似度高，具有较高的权值，分居两侧的像素值相似度很低，具有较弱的权值。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

通过上述方式计算相应的滤波器系数的过程中，需要分别对其周围的图像像素相似度进行分析得到相似度函数s(f(ε)，f(x))，从而使得相应的确定滤波器系数的过程较为复杂。

发明内容

本发明的实施例提供了一种确定图像插值过程中的滤波器系数的方法及装置，以降低图像插值过程的复杂程度，并可以提高图像插值的准确性。

一种确定图像插值过程中的滤波器系数的方法，包括：

设定至少一个偏向角，并根据该偏向角计算至少一个滤波器系数；

在所述至少一个滤波器系数中，根据待插值点的梯度法向量角度与各偏向角之间的关系确定插值点对应的滤波器系数。

一种确定图像插值过程中的滤波器系数的方法，包括：

确定表示插值点与待插值点间的距离对于滤波器系数的影响的距离权重函数，以及表示插值点梯度法向量角度和插值点与待插值点距离矢量角度对于滤波器系数的影响的角度权重函数；

根据所述距离权重函数和所述角度权重函数确定所述插值点对应的滤波器系数。

一种图像插值的方法，包括：

根据上述任一确定图像插值过程中的滤波器系数的方法，计算确定插值点对应的滤波器系数；

对待插值点周围的插值点，利用该插值点对应的滤波器系数进行插值计算，确定待插值点的像素。

一种确定图像插值过程中的滤波器系数的装置，包括：

滤波器系数计算单元，用于根据设定的至少一个偏向角计算确定至少一个滤波器系数；

第一滤波器系数确定单元，在所述滤波器系数计算单元计算确定的至少一个滤波器系数中，根据待插值点的梯度法向量角度与各偏向角之间的关系确定插值点对应的滤波器系数。

一种确定图像插值过程中的滤波器系数的装置，包括：

权重函数确定单元，用于确定表示插值点与待插值点间的距离对于滤波器系数的影响的距离权重函数，以及插值点梯度法向量角度和插值点与待插值点距离矢量角度对于滤波器系数的影响的角度权重函数；

第二滤波器系数确定单元，用于根据所述权重函数确定单元确定的距离权重函数和角度权重函数确定所述插值点对应的滤波器系数。

一种图像插值装置，包括上述任一确定图像插值过程中的滤波器系数的装置，以及图像插值单元，该图像插值单元用于根据所述确定图像插值过程中的滤波器系数的装置确定的插值点的滤波器系数进行插值计算，确定待插值点的像素值。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，其可以在进行插值过程中考虑插值点与待插值点之间的方向信息，从而可以有效利用相应的方向信息进行滤波器系数的确定，进而提高插值处理的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为本发明实施例提供的图像插值处理过程示意图一；

图1B为本发明实施例提供的滤波器示意图；

图2为本发明实施例提供的图像插值处理过程示意图二；

图3为本发明实施例提供的装置的结构示意图一；

图4为本发明实施例提供的装置的结构示意图二；

图5为本发明实施例提供的图像插值的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种确定图像插值过程中的滤波器系数的技术方案可以包括：根据图像插值精度的要求设定至少一个偏向角，并根据该偏向角计算至少一个滤波器系数；之后，在相应的至少一个滤波器系数中，根据待插值点的梯度法向量角度与各偏向角之间的关系确定插值点对应的滤波器系数。

在本发明实施例中，相应的滤波器系数的计算公式具体可以为：

其中，(x，y)为待插值点的位置，λ为预先设定的固定常数值，X＝(x，y)^T，C＝Θ^TΛΘ，且

θ为设定的偏向角，

σ_A，σ_B为根据当前窗内图像平滑特性设定的平滑因子。

可选地，上述平滑因子σ_A，σ_B的设定条件可以包括：根据图像的平滑特性设定σ_A，σ_B的比值，且σ_A＜σ_B，若图像越平滑则

越小，同时，相应的σ_A，σ_B两者的乘积为1。

本发明实施例中，在确定插值点对应的滤波器系数的过程中，具体可以计算待插值点的梯度法向量角度，之后，在设定至少一个偏向角中选择一个与该梯度法向量角度最相近的偏向角，并将该最相近的偏向角对应的滤波器系数作为该插值点的滤波器系数。

可见，本发明实施例可以预先设定一组具有方向性的滤波器，然后通过梯度矢量计算来估计待插值位置像素(即待插值点的像素)的梯度法向角度，利用该梯度法向量角度选取一组合适的滤波器系数进行插值计算。且具体可以在基于高斯的统计模型条件下，对距离进行方向性修正而得到不同方向的滤波器系数，之后，从这些不同方向的滤波器中选择一个滤波器作为该插值点的滤波器。

通过上述本发明实施例提供的技术方案，可以待插值点周围的一个MxN大小的窗内每一个插值点进行相应的滤波器系数的计算，进而根据相应的滤波器系数对相应的插值点进行插值处理。包括将所得的每个插值点的权重系数(即滤波器系数)进行归一化处理，其归一化后的权重系数为一个二维滤波器的各个点的抽头系数，并且保证其和为1，该归一化后的权重系数便可以作为进行图像插值处理的滤波器系数。

本发明实施例还提供了另一种确定图像插值过程中的滤波器系数的技术方案，其可以包括：首先，确定表示插值点与待插值点间的距离对于滤波器系数的影响的距离权重函数，以及表示插值点梯度法向量角度和插值点与待插值点距离矢量的角度对于滤波器系数的影响的角度权重函数；之后，根据所述距离权重函数和所述角度权重函数确定所述插值点对应的滤波器系数，例如，相应的插值点对应的滤波器系数可以为距离权重函数与角度权重函数的乘积。

在该技术方案中，相应的距离权重函数可以包括：c(ε，x)＝c(d(ε，x))，其中，d(ε，x)＝|ε-x|，x为待插值点，ε为插值点；相应的角度权重函数可以包括：φ(ε，x)＝φ(θ_ε ^norm，θ_d)＝φ(θ_ε ^norm-θ_d)，其中，θ_ε ^norm是插值点的梯度法向量角度，θd是插值点与待插值点距离矢量的角度，所述的距离矢量是指插值点指向待插值点的矢量；

其中，进一步地，相应的角度权重函数具体可以包括：

(1)若角度权重函数采用线性函数，则角度权重函数为：

其中，A、B为角度权重函数在角度差值为0时的最大值B，为π/2时的最小值A，θ为插值点的梯度法向量角度和插值点与待插值点距离矢量的角度夹角，其范围为[0，π/2]；

(2)若角度权重函数采用椭圆函数，则相应的角度权重函数为：

其中，A、B为角度权重函数在角度差值为0时的最大值B，为π/2时的最小值A，θ为插值点的梯度法向量角度和插值点与待插值点距离矢量的角度夹角，其范围为[0，π/2]。

进一步地，相应的距离权重函数具体可以包括：若距离权重函数采用高斯相关函数，则所述距离权重函数的计算公式包括：

其中，d(ε，x)＝|ε-x |为ε和x之间的距离值，σ为平滑因子，用于控制系数值随着距离增长而下降的速率。

可见在该实施例中，每一个用于插值的像素(即插值点的像素)的权重系数由两部分组成，一部分来自于该点与待插值位置的距离(即距离权重函数)，另一部分是用待插值点的梯度法向量角度与插值像素梯度法向量角度的夹角(即角度权重函数)。对于这两部分的权重因素，分别建立统计相关性的模型，便可以根据每一个插值点的梯度值自适应的计算权重因子。

基于上述获得滤波器系数的技术方案，本发明实施例还提供了相应的图像插值的技术方案，其具体可以包括：首先，通过上述实施例计算确定插值点对应的滤波器系数，例如，若计算得到N个插值点的像素的权重系数[k1，k2，k3...kN]，则可以将其进行归一化处理，使得其和为1后作为相应插值点对应的图像插值处理的滤波器系数；之后，对待插值点周围的插值点，利用该插值点对应的滤波器系数进行插值计算，确定待插值点的像素。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图对本发明实施例的具体实现过程进行详细说明。

实施例一

在该实施例中，考虑到沿着边缘方向或者沿着低频方向进行滤波比横跨边缘或者沿高频方向滤波可以减少信号串扰。因此，对图像中边缘区域，角落或线条等具有特别结构性的区域进行方向性的滤波可以明显的提高图像滤波或者插值的质量。

在该实施例中，如图1A所示，相应的图像插值过程可以包括：

步骤11，根据高斯假设，设定不同的偏向角，即设定相应的角度θ，并根据输入待插值图像像素点的位置计算出一组滤波器系数；

通常，相应的不同的偏向角的设定取决于对于精度的要求，具体可以在区间[0，π)中均匀设定若干个偏向角，相应的设定的偏向角的数量越多，则相应的插值计算精度越高；

即通过对高斯模型下的核函数的表达式进行一定方向的旋转，在正交的两个分量赋予不同的平滑系数，获得具有方向性的滤波器系数；

具体可以对插值点周围的一个MxN大小的窗内每一个像素位置计算相应的滤波器系数，相应的当前插值点(x，y)位置的滤波器系数可以为：

$h(x,y)={\mathrm{\λe}}^{-X^T\mathrm{CX}}---\left(1\right)$

其中，当前位置偏移矢量X＝[x，y]^T，T表示转置；旋转矩阵C＝Θ^TΛΘ，且

λ为调整因子，用于保证核函数的正规化；σ_A，σ_B表示在旋转的θ角(即相应的设定的偏向角)以及其垂直方向的平滑因子，即根据当前窗内图像平滑特性设定的两个参数，且相应的两个平滑系数σ_A，σ_B的设定方式可以包括：根据图像的平滑特性设定σ_A，σ_B的比值，设定σ_A＜σ_B，图像越平滑则越小，同时保证σ_A，σ_B两者的乘积为1。。

或者，相应的当前插值点(x，y)位置的滤波器系数也可以表示为：

$h(x,y)=\frac{1}{\sqrt{{2\mathrm{\π\σ}}_A{\mathrm{\σ}}_B}}{e}^{-\{\frac{{(x\cos \left(\mathrm{\θ}\right)-y\sin \left(\mathrm{\θ}\right))}^2}{{{\mathrm{\σ}}_A}^2}+\frac{{(x\sin \left(\mathrm{\θ}\right)+y\cos \left(\mathrm{\θ}\right))}^2}{{{\mathrm{\σ}}_B}^2}\}}---\left(2\right)$

在该步骤中，若设定一组偏向角[θ₁，θ₂，θ₃...θ_K]，对每一个偏向角分别利用公式(1)计算相应的滤波器系数，则可以计算获得一组滤波器系数。

步骤12，对于每一个插值点，计算其梯度方向，然后计算其法向量角度，定义法向量角度为梯度方向加上90度，即

其中gx，gy为梯度矢量的两个分量；在预设的K个偏向角[θ₁，θ₂，θ₃...θ_K]中选择一个与该插值点法向量角度最相近的偏向角，将该最相近的偏向角对应的滤波器系数作为该插值点对应的插值过程中应用的滤波器系数；

具体地，可以包括：首先，计算输入图像的梯度图(Gx，Gy)，并根据已知位置的梯度估计待插值点的梯度的两个分量为另为：gx、gy)；相应的可以使用Sobel算子进行梯度计算，或者，也可以采用其他计算梯度的方式进行梯度的计算；进一步地，对于待插值点梯度的估计可以采用最近距离估计，即选择距离其最近一个已知点梯度作为待插值点梯度。之后，当插值某一点(即待插值点)像素时，根据得到的该待插值点梯度向量计算当前待插值点的偏向角，即相应的偏向角θi的计算公式为：

该偏向角沿着梯度方向可以认为是横越边缘的方向，垂直梯度方向即为沿着边缘的方向。最后，在预先计算的一组滤波器系数中，选择偏向角与该待插值点的偏向角θ最接近的一个滤波器系数作为该插值点的滤波器系数，并可以利用该滤波器系数对相应的插值点进行插值操作获得待插值点的像素值。

即通过该步骤将所得的一组权重系数(即滤波器系数)进行归一化处理，其归一化后的滤波器系数为一个二维滤波器的各个点的抽头系数，并且保证其和为1。

步骤13，利用确定的插值点的滤波器系数，选择待插值点周围MxN大小的块对应的插值点进行相应的加权计算，即对插值点进行插值操作获得待插值点的像素值。

具体地，在实际应用中，假设θ1有6个可选值，分别如下：

θ1＝[0，π/6，π/3，π/2，2π/3，5π/6]；

这样，根据该六个角度，共可以获得6个方向性滤波器；此外，由于部分图像区域没有明显的方向特性，再设定1个平滑滤波器。

若通过待插值像素点周围5x5的像素点插值出待插值像素点的值，则可以从如图1B所示的矩阵(矩阵中的数值为滤波器系数)中选择一个作为滤波器，相应的图1B所示的5个矩阵分别对应θ₁为0，30，60，90度角和平滑滤波器，θ₁为120，150度角的两个滤波器可以通过θ₁为60、30度角对称得到。

之后，再根据计算的插值点的梯度选择一组合适的滤波器用于插值。若插值点的梯度较小(如两个梯度分量的平方和小于一个设定的阈值h)则选择平滑滤波器，否则，选择角度最接近的滤波器，即选择偏向角与该待插值点的偏向角θ最接近的一个滤波器系数作为该插值点的滤波器系数。

通过该实施例，可以在进行插值过程中考虑插值点与待插值点之间的方向信息，从而提高插值处理的准确性。而且，本发明实施例对于具有明显结构性的区域，如边缘、角落等，可以有效利用其方向信息进行滤波器系数的确定，进一步保证了插值处理的准确性。

实施例二

在该实施例中，主要利用待插值位置周边用于插值的像素点的梯度分布，对插值的像素点的相关性进行修正，以进一步利用方向滤波器提取像素的结构信息的优势，使得插值更为准确。

具体地，如图2所示，相应的实现插值操作的过程可以包括：

步骤21，计算输入图像的各个像素点(即插值点)梯度值，相应的可以采用Sobel算子计算梯度，或者，也可以采用其他方式计算相应的梯度。

步骤22，对于待插值的位于位置x(即待插值点x)的像素位置，收集其附近区域的已有像素值的N个值作为插值像素(即插值点像素)，相应的插值点分别可以为{x₁，x₂，x₃，...x_N}。

步骤23，针对N个插值点的像素，计算各自对应的距离权重函数{c(x₁，x)，c(x₂，x)，c(x₃，x)...，c(x_N，x)}；

具体地，相应的用于衡量插值像素点和待插值像素点在距离上函数关系的距离权重函数c(ε，x)为：

其中，d(ε，x)＝|ε-x|，为两点间的距离衡量，ε为插值点，即可以为{x₁，x₂，x₃，...x_N}。

步骤24，计算每个插值点梯度法向量与插值点和待插值点距离矢量的角度的夹角{θ₁，θ₂，θ₃...θ_N}，预先设定角度权重函数最小值A和最大值B为两个常数，计算各个插值点的角度权重函数{φ(θ₁)，φ(θ₂)，φ(θ₃)，...φ(θ_N)}；

具体地，为了衡量在插值点附近的图像结构对插值过程的影响，且插值ε的像素因图像结构带来的影响由其梯度矢量G_ε决定，假设G_ε对应的角度为

则相应的插值点的法向量对应的法向量角度即为：θ_ε ^norm＝θ_ε+π/2，通常像素滤波应该沿着法向量方向进行；另外，还定义位移矢量角

为插值点的像素和待插值点的像素的距离矢量的角度，其中d＝ε-x，d(x)和d(y)分别为d在水平和垂直方向分量。根据相应的插值点的法向量对应的法向量角度及待插值点的梯度法向量角度，可以确定插值点的角度权重因子φ(ε，x)可以表示为插值点的梯度法向量角度和位移矢量角的差值的函数，即：

φ(ε，x)＝φ(θ_ε ^norm，θ_d)＝φ(θ_ε ^norm-θ_d)；

根据方向性滤波器的假设条件，该角度权重函数在角度差值为0得时候取得最大值，为π/2得时候取得最小值。此处最大值最小值的设定可以在全局滤波器中两个正交方向平滑因子得设定；假设该角度权重函数可能取得的最小值为A，最大值为B，且A、B为预先设定的两个常数，该两个常数表示滤波器系数对方向的敏感度，具体可以根据实验结果或经验设置，则在角度权重函数为椭圆函数时，相应的插值点的角度权重因子φ(θ)为椭圆的极坐标表达式，即若角度权重函数采用椭圆函数，相应的角度权重函数可以为：

$\mathrm{\φ}\left(\mathrm{\θ}\right)=\sqrt{\frac{\mathrm{AB}}{{A\sin }^2\left(\mathrm{\θ}\right)+{B\cos }^2\left(\mathrm{\θ}\right)}},$ 其中θ＝θ_ε ^norm-θ_d。

在该步骤中，若角度权重函数采用线性函数，则相应的角度权重函数还可以为：

其中，A、B为角度权重函数在角度差值为0时的最大值B，为π/2时的最小值A，θ为插值点的梯度法向量角度和插值点与待插值点距离矢量的角度的夹角，其范围为[0，π/2]。

需要说明的是，上述步骤3和步骤4之间的执行时序没有限定，即步骤3、4也可以同时执行，或者，步骤4先执行、步骤3后执行，等等。

步骤25，根据步骤23和步骤24计算获得的距离权重函数和角度权重函数计算确定插值点对应的滤波器系数，即计算进行插值操作过程中需要应用的插值点的滤波器系数；

具体地，设定当前像素位置(即插值点)的一组滤波器系数为：K＝{k₁，k₂，k₃，...，k_N}，其中k_i＝c(x_i，x)×φ(θ_i)，并且将该一组滤波器系数进行归一化处理，保证滤波权重和为1。

步骤26，将归一化处理后的滤波器系数作为插值点对应的滤波器系数，对当前N个插值点的像素进行插值计算，从而计算得到当前位置(即待插值点)的像素值，实现插值操作。

本发明实施例中，在确定插值过程中应用到的滤波器系数的过程中，利用了图像中的像素点之间的方向性信息，并基于相应的统计模型实现，故使得本发明实施例不仅可以增强方向性插值的鲁棒性，还可以有效利用方向性的信息提高图像的主观质量。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

本发明实施例提供了一种确定图像插值过程中的滤波器系数的装置，其具体实现结构如图3所示，可以包括：

滤波器系数计算单元31，用于根据设定的至少一个偏向角计算确定至少一个滤波器系数；

第一滤波器系数确定单元32，在所述滤波器系数计算单元31计算确定的至少一个滤波器系数中，根据待插值点的梯度法向量角度与各偏向角之间的关系确定插值点对应的滤波器系数。具体地，确定插值点对应的滤波器系数的过程可以包括：计算待插值点的梯度法向量角度，在设定至少一个偏向角θ中选择一个与该梯度法向量角度最相近的偏向角，并将该最相近的偏向角对应的滤波器系数作为该插值点的滤波器系数。

在该装置中，相应的滤波器系数的计算公式可以包括：

其中，(x，y)为待插值点的位置，λ为预先设定的固定常数值，X＝(x，y)^T，C＝Θ^TΛΘ，且

θ为设定的偏向角，

σ_A，σ_B为根据当前窗内图像平滑特性设定的平滑因子。可选地，该平滑因子σ_A，σ_B的设定条件可以包括：根据图像的平滑特性设定σ_A，σ_B的比值，且σ_A＜σ_B，图像越平滑则

越小，同时，相应的σ_A，σ_B两者的乘积为1。

本发明实施例还提供了另外一种确定图像插值过程中的滤波器系数的装置，其具体实现结构如图4所示，可以包括：

权重函数确定单元41，用于确定表示插值点与待插值点间的距离对于滤波器系数的影响的距离权重函数，以及表示插值点与待插值点间的方向角对于滤波器系数的影响的角度权重函数；

第二滤波器系数确定单元42，用于根据上述权重函数确定单元41确定的距离权重函数和角度权重函数确定所述插值点对应的滤波器系数，例如，插值点对应的滤波器系数可以为距离权重函数与角度权重函数的乘积。

在该装置中，相应的距离权重函数可以包括：c(ε，x)＝c(d(ε，x))，其中，d(ε，x)＝|ε-x|，x为待插值点，ε为插值点；相应的角度权重函数可以包括：φ(ε，x)＝φ(θ_ε ^norm，θ_d)＝φ(θ_ε ^norm-θ_d)，其中，θ_ε ^norm是插值点的梯度法向量角度，θd是从待插值点到插值点对应距离矢量的角度；

进一步地，相应的角度权重函数可以包括：

若角度权重函数采用线性函数，则角度权重函数具体可以为：

其中，B为角度权重函数在角度差值为0时的最大值B，A为π/2时的最小值A，θ为插值点的梯度法向量角度和插值点与待插值点距离矢量的角度的夹角，其范围为[0，π/2]；

若角度权重函数采用椭圆函数，则相应的角度权重函数具体可以为：

其中，B为角度权重函数在角度差值为0时的最大值B，A为π/2时的最小值A，θ为插值点的梯度法向量角度和插值点与待插值点距离矢量的角度的夹角，其范围为[0，π/2]。

可选地，在该装置中，若距离权重函数采用高斯相关函数，则所述距离权重函数的计算公式具体可以包括：其中，d(ε，x)＝|ε-x|为ε和x之间的距离值，σ为平滑因子，用于控制系数值随着距离增长而下降的速率。

本发明实施例还提供了相应的图像插值的装置，如图5所示，该图像插值的装置中具体可以包括上述任一种确定图像插值过程中的滤波器系数的装置51，以及图像插值单元52，其用于根据相应的确定图像插值过程中的滤波器系数的装置确定的插值点的滤波器系数进行插值计算，确定待插值点的像素值，进而实现相应的图像插值处理。图像插值单元52也可以与确定图像插值过程中的滤波器系数的装置51集成在一起，作为确定图像插值过程中的滤波器系数的装置51的一个单元。

通过上述本发明实施例提供的装置，使得在实现图像插值处理过程中，可以根据插值点和待插值点之间的方向性有效提高插值处理的准确性，而且，相应的实现插值处理的计算过程较为简便。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种确定图像插值过程中的滤波器系数的方法，其特征在于，包括：

设定至少一个偏向角，并根据该偏向角计算至少一个滤波器系数；

在所述至少一个滤波器系数中，根据待插值点的梯度法向量角度与各偏向角之间的关系确定插值点对应的滤波器系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤波器系数的计算公式包括：

其中，(x，y)为待插值点的位置，λ为预先设定的固定常数值，X＝(x，y)^T，C＝Θ^TΛΘ，且

θ为设定的偏向角，

σ_A，σ_B为根据当前窗内图像平滑特性设定的平滑因子。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述确定插值点对应的滤波器系数的步骤包括：

计算待插值点的梯度法向量角度，在设定至少一个偏向角θ中选择一个与该梯度法向量角度最相近的偏向角，并将该最相近的偏向角对应的滤波器系数作为该插值点的滤波器系数。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述确定的插值点对应的滤波器系数用于对待插值点周围的插值点进行插值计算，确定待插值点的像素。

5.一种确定图像插值过程中的滤波器系数的方法，其特征在于，包括：

确定表示插值点与待插值点间的距离对于滤波器系数的影响的距离权重函数，以及表示插值点梯度法向量角度和插值点与待插值点距离矢量角度对于滤波器系数的影响的角度权重函数；

根据所述距离权重函数和所述角度权重函数确定所述插值点对应的滤波器系数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述距离权重函数包括：c(ε，x)＝c(d(ε，x))，其中，d(ε，x)＝|ε-x|，x为待插值点，ε为插值点；

所述角度权重函数包括：

其中，

是插值点的梯度法向量角度，θ_d是插值点与待插值点距离矢量角度；

且所述插值点对应的滤波器系数为所述距离权重函数与所述角度权重函数的乘积。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述确定的插值点对应的滤波器系数用于对待插值点周围的插值点进行插值计算，确定待插值点的像素。

8.一种确定图像插值过程中的滤波器系数的装置，其特征在于，包括：

滤波器系数计算单元，用于根据设定的至少一个偏向角计算确定至少一个滤波器系数；

第一滤波器系数确定单元，在所述滤波器系数计算单元计算确定的至少一个滤波器系数中，根据待插值点的法向量角度与各偏向角之间的关系确定插值点对应的滤波器系数。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

图像插值单元，用于根据所述确定的插值点的对应的滤波器系数进行插值计算，确定待插值点的像素值。

10.一种确定图像插值过程中的滤波器系数的装置，其特征在于，包括：

权重函数确定单元，用于确定表示插值点与待插值点间的距离对于滤波器系数的影响的距离权重函数，以及表示插值点与待插值点间的方向角对于滤波器系数的影响的角度权重函数；

第二滤波器系数确定单元，用于根据所述权重函数确定单元确定的距离权重函数和角度权重函数确定所述插值点对应的滤波器系数。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述距离权重函数包括：c(ε，x)＝c(d(ε，x))，其中，d(ε，x)＝|ε-x|，x为待插值点，ε为插值点；

所述角度权重函数包括：

其中，

是插值点的梯度法向量角度，θ_d是从待插值点到插值点对应距离矢量的角度；

且所述插值点对应的滤波器系数为所述距离权重函数与所述角度权重函数的乘积。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，还包括：

图像插值单元，用于根据所述确定的插值点的对应的滤波器系数进行插值计算，确定待插值点的像素值。

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