CN102800049B - 图像缩小的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种图像缩小的方法,包括步骤:获取缩小倍率,当所述缩小倍率大于预设阈值时,分解所述缩小倍率,确定缩小的倍率因子,使所述倍率因子小于等于预设阈值;对图像进行采样,确定参考像素矩阵;根据所述参考像素矩阵采用B样条曲面函数确定每个采样点的像素值,缩小图像;判断是否存在剩余的倍率因子,若是,返回对图像进行采样步骤,若否,不处理。本发明提供了相应的装置。本发明通过分解缩小倍率,将倍率因子控制在预设值范围内,采用B样条曲面函数确定像素值,从而规避图像缩小后锯齿的产生,保证了缩小后图像的完整性。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理领域,特别是涉及图像缩小的方法及装置。
背景技术
图像缩小,即用少数的像素点来表示原始图像,不可避免地会导致图像信息量的损失,用少数的像素点比较完整地反映原始图像成为图像缩小的关键所在。缩小后图像中的某个像素点应为原图像多个像素点的综合表现。因此,缩小后图像中的某点,按一定的比例关系映射,应与原始图像的某个子块相对应,且随着缩放比例的不同,该点在原始图像中所对应图像子块的尺寸也不相同。
传统中,近邻取样法是通过映射关系,算出缩小图像某点(x,y)在原始图像中浮点坐标,用离浮点坐标最近的点(X0,Y0)的像素值代替点(x,y)的像素值。该算法简单,运算量小,但由于该方法是用一个点(X0,Y0)来代替图像子块,得到的图像质量不佳(图像完整性较差,许多点没有参与贡献)。
传统中,双线性内插法利用了浮点坐标邻近的4个点,采用线性插值方法,用原始图像中的四个点来代替图像子块,缩小后的图像质量比近邻取样法好。三次卷积法与双线性内插法相比,它所利用的临近的点更多,有16个之多,缩小效果得到进一步的改进。但是,直接使用双线性或者三次卷积这些拟合算法缩小图像时,由算法造成的高频噪音比放大图像时更明显,在图像线条边缘有明显的锯齿。
发明内容
基于此,有必要针对规避图像缩小后产生锯齿、提高图像质量的问题,提供一种图像缩小的方法及装置。
一种图像缩小的方法,包括步骤:
获取缩小倍率,当所述缩小倍率大于预设阈值时,分解所述缩小倍率,确定缩小的倍率因子,使所述倍率因子小于等于预设阈值;
对图像进行采样,确定参考像素矩阵,第一次图像缩小处理时,所述图像为原图像,采样间隔为所述倍率因子之一,否则所述图像为前一次缩小处理后的图像,采样间隔为剩余的倍率因子之一,所述剩余的倍率因子为在图像缩小处理中未作为间隔的倍率因子,其中,所述确定参考像素矩阵包括步骤:采样点坐标的整数部分作为参考像素矩阵的坐标,确定参考像素矩阵;
根据所述参考像素矩阵采用B样条曲面函数确定每个采样点的像素值,缩小图像;
判断是否存在剩余的倍率因子,若是,返回对图像进行采样步骤,若否,不处理。
上述缩小图像的方法,通过分解缩小倍率,将倍率因子控制在预设阈值范围内,采用B样条曲面函数确定每个采样点的像素值,从而规避图像缩小后锯齿的产生,保证了缩小后图像的完整性,提高了图像质量。
一种图像缩小装置,包括:
获取分解模块,用于获取缩小倍率,当所述缩小倍率大于预设阈值时,分解所述缩小倍率,确定缩小的倍率因子,使所述倍率因子小于等于预设阈值,向采样模块发送对原图像进行处理命令;
处理模块,用于接收获取分解模块发送的命令和判断模块发送的命令,对图像进行采样,确定参考像素矩阵,根据所述参考像素矩阵采用B样条曲面函数确定每个采样点的像素值,缩小图像,接收获取分解模块发送的命令时,所述图像为原图像,采样间隔为所述倍率因子之一,接收判断模块发送的命令时,所述图像为前一次缩小处理后的图像,采样间隔为剩余的倍率因子之一,所述剩余的倍率因子为在图像缩小处理中未作为间隔的倍率因子,其中,所述确定参考像素矩阵包括步骤:采样点坐标的整数部分作为参考像素矩阵的坐标,确定参考像素矩阵;
判断模块,用于判断是否存在剩余的倍率因子,若是,则向采样模块发送对缩小后的图像进行处理命令。
上述缩小图像装置,通过获取分解模块分解缩小倍率,将倍率因子控制在预设阈值范围内,计算模块采用B样条曲面函数确定每个采样点的像素值,缩小图像,从而规避图像缩小后锯齿的产生,保证了缩小后图像的完整性,提高了图像质量。
附图说明
图1为本发明图像缩小的方法实施例的流程示意图;
图2为本发明图像缩小装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下针对本发明图像缩小的方法及装置的各实施例进行详细描述。
首先针对图像缩小的方法进行描述。
参见图1,是本发明图像缩小的方法实施例的流程示意图,包括步骤:
步骤S101:获取缩小倍率,判断缩小倍率是否大于预设阈值,若是,则进入步骤S102,若否,则缩小倍率为倍率因子,直接进入步骤S103;
步骤S102:采用公式n1*n2…ni=N分解缩小倍率,确定倍率因子,式中,i表示图像缩小处理次数,nj(1≤j≤i)表示第j次的倍率因子,且nj≤第一预设阈值;
步骤S103:第一次图像缩小处理时,对原图像进行采样,采样间隔为n1,确定参考像素矩阵;第二次图像缩小处理时,对第一次缩小后的图像进行采样,采样间隔为n2,确定参考像素矩阵;第j次图像缩小处理时,对第j-1次缩小后的图像进行采样,采样间隔为nj,确定参考像素矩阵;
步骤S104:根据参考像素矩阵采用B样条曲面函数确定每个采样点的像素值,缩小图像;
步骤S105:j=j+1,判断是否j>i,若否,返回步骤S103,若是,不做处理。
其中,预设阈值优选为3,预设阈值为3时,倍率因子能达到更好的图像缩小效果,当然预设阈值也可以为其他值。其中以预设阈值为3进行具体说明:
获取缩小倍率,判断缩小倍率是否大于3,若是,则采用公式n1*n2…ni=N分解缩小倍率,式中,i表示图像缩小处理次数,nj(1≤j≤i)表示第j次缩小的倍率因子,且nj≤第一预设阈值,若缩小倍率小于等于3时,则不用分解。
根据图像自上而下,自左而右(也可以为其他方位)的像素坐标序列,对原始图像进行采样处理,采样间隔为nj,采样点坐标的整数部分作为参考像素矩阵的坐标,从而确定M×M的参考像素矩阵P。例如nj=2.5时,参考像素矩阵第一行第一列的坐标为(0,0),第二行第一列的坐标为(2,0),第一行第二列的坐标为(0,2)以此类推即可得到参考像素矩阵。当然参考像素矩阵的坐标不一定是采样点坐标的整数部分,也可以设置其他值,具体根据需要设定,设置整数部分较好计算。
可以采用三阶二次计算像素值,也可以采用四阶三次计算像素值,或其他阶次计算像素值,具体根据需要设定。
采取三阶二次计算像素值时,采用公式S=UBPB’V计算像素值,式中,S表示像素值,U={u2,u,1},V={v2,v,1},u表示像素矩阵中采样点行坐标的小数部分,v表示B样像素矩阵中采样点列坐标的小数部分,例如nj=2.5时,第一行第二列的u=0,v=0.5。
B表示参数矩阵,为
P表示像素矩阵。
或采用四阶三次时,采用公式S=UBPB’V计算像素值,式中,S表示像素值,U={u3,u2,u,1},V={v3,v2,v,1},u表示像素矩阵中采样点行坐标的小数部分,v表示像素矩阵中采样点列坐标的小数部分,例如nj=2.5时,第一行第二列的u=0,v=0.5。
B表示参数矩阵,为
P表示像素矩阵。
从而得到参考矩阵中的一个坐标点的像素值,重复B样条曲面函数计算像素值步骤,依次得到各坐标的像素值,根据像素值缩小图像。
判断j是否等于i,若相等,则不做处理,若不等,则继续对缩小后的图像进行采样,计算像素值,根据像素值缩小图像。
根据上述图像缩小的方法,本发明提供一种图像缩小装置。参见图2,为本发明图像缩小装置实施例的结构示意图,包括:
获取分解模块201,用于获取缩小倍率,当所述缩小倍率大于预设阈值时,分解所述缩小倍率,确定缩小的倍率因子,使所述倍率因子小于等于预设阈值,向采样模块发送对原图像进行处理命令;
处理模块202,用于接收获取分解模块201发送的命令和判断模块203发送的命令,对图像进行采样,确定参考像素矩阵,根据所述参考像素矩阵采用B样条曲面函数确定每个采样点的像素值,缩小图像,接收获取分解模块201发送的命令时,所述图像为原图像,采样间隔为所述倍率因子之一,接收判断模块203发送的命令时,所述图像为前一次缩小处理后的图像,采样间隔为剩余的倍率因子之一,所述剩余的倍率因子为在图像缩小处理中未作为间隔的倍率因子;
判断模块203,用于判断是否存在剩余的倍率因子,若是,则向采样模块202发送对缩小后的图像进行处理命令。
进一步的,获取分解模块201还用于当缩小倍率小于或等于预设阈值时,将缩小倍率确定为缩小的倍率因子。
其中,预设阈值优选为3,预设阈值为3时缩小的倍率因子能达到更好的图像缩小效果,当然预设阈值也可以为其他值。其中以预设阈值为3进行具体说明:
获取分解模块201获取缩小倍率,判断缩小倍率是否大于3,若是,则采用公式n1*n2…ni=N分解缩小倍率,式中,i表示图像缩小处理次数,nj(1≤j≤i)表示第j次缩小的倍率因子,且nj≤第一预设阈值,若缩小倍率小于等于3时,则不用分解。
处理模块202根据图像自上而下,自左而右(也可以为其他方位)的像素坐标序列,对原始图像进行采样处理,采样间隔为nj,采样点坐标的整数部分作为参考像素矩阵的坐标,从而确定M×M的参考像素矩阵P。例如nj=2.5时,参考像素矩阵第一行第一列的坐标为(0,0),第二行第一列的坐标为(2,0),第一行第二列的坐标为(0,2)以此类推即可得到参考像素矩阵。
处理模块202可以采用三阶二次计算像素值,也可以采用四阶三次计算像素值,或其他阶次计算像素值,具体根据需要设定。
采取三阶二次计算像素值时,采用公式S=UBPB’V计算像素值,式中,S表示像素值,U={u2,u,1},V={v2,v,1},u表示像素矩阵中采样点行坐标的小数部分,v表示B样像素矩阵中采样点列坐标的小数部分,例如nj=2.5时,第一行第二列的u=0,v=0.5。
B表示参数矩阵,为
P表示像素矩阵。当然参考像素矩阵的坐标不一定是采样点坐标的整数部分,也可以设置其他值,u和v不一定表示B样像素矩阵中采样点行和列坐标的小数部分,具体根据需要设定,为了方便计算,参考像素矩阵设置为采样点坐标的整数部分,u、v设为采样点行和列的小数部分。
或采用四阶三次时,采用公式S=UBPB’V计算像素值,式中,S表示像素值,U={u3,u2,u,1},V={v3,v2,v,1},u表示像素矩阵中采样点行坐标的小数部分,v表示像素矩阵中采样点列坐标的小数部分,例如nj=2.5时,第一行第二列的u=0,v=0.5。
B表示参数矩阵,为
P表示像素矩阵。当然参考像素矩阵的坐标不一定是采样点坐标的整数部分,也可以设置其他值,u和v不一定表示B样像素矩阵中采样点行和列坐标的小数部分,具体根据需要设定,为了方便计算,参考像素矩阵设置为采样点坐标的整数部分,u、v设为采样点行和列的小数部分。
从而得到参考矩阵中的一个坐标点的像素值,重复B样条曲面函数计算像素值步骤,依次得到各坐标的像素值,根据像素值缩小图像。
判断模块203判断j是否等于i,若相等,则不做处理,若不等,则继续对缩小后的图像进行采样,计算像素值,根据像素值缩小图像。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种图像缩小的方法,其特征在于,包括步骤:
获取缩小倍率,当所述缩小倍率大于预设阈值时,分解所述缩小倍率,确定缩小的倍率因子,使所述倍率因子小于等于预设阈值;
对图像进行采样,确定参考像素矩阵,第一次图像缩小处理时,所述图像为原图像,采样间隔为所述倍率因子之一,否则所述图像为前一次缩小处理后的图像,采样间隔为剩余的倍率因子之一,所述剩余的倍率因子为在图像缩小处理中未作为间隔的倍率因子,其中,所述确定参考像素矩阵包括步骤:采样点坐标的整数部分作为参考像素矩阵的坐标,确定参考像素矩阵;
根据所述参考像素矩阵采用B样条曲面函数确定每个采样点的像素值,缩小图像,其中,所述B样条曲面函数确定每个采样点的像素值包括步骤:采用三阶二次时,采用公式S=UBPB’V确定像素值,式中,S表示像素值,U={u2,u,1},V={v2,v,1},u表示参考像素矩阵中采样点行坐标的小数部分,v表示参考像素矩阵中采样点列坐标的小数部分,B表示参数矩阵,B为 P表示参考像素矩阵;或采用四阶三次时,采用公式S=UBPB’V确定像素值,式中,S表示像素值,U={u3,u2,u,1},V={v3,v2,v,1},u表示参考像素矩阵中采样点行坐标的小数部分,v表示参考像素矩阵中采样点列坐标的小数部分,B表示参数矩阵,B为 P表示参考像素矩阵;
判断是否存在剩余的倍率因子,若是,返回对图像进行采样步骤,若否,不处理。
2.根据权利要求1所述的图像缩小的方法,其特征在于,还包括步骤:
当所述缩小倍率小于或等于预设阈值时,将缩小倍率确定为所述倍率因子。
3.根据权利要求1或2所述的图像缩小的方法,其特征在于,所述预设阈值为3。
4.根据权利要求1或2所述的图像缩小的方法,其特征在于,所述分解缩小倍率包括步骤:
采用公式n1*n2…ni=N分解缩小倍率,式中,i表示图像缩小处理次数,nj(1≤j≤i)表示第j次缩小的倍率因子,且nj≤预设阈值。
5.一种图像缩小装置,其特征在于,包括:
获取分解模块,用于获取缩小倍率,当所述缩小倍率大于预设阈值时,分解所述缩小倍率,确定缩小的倍率因子,使所述倍率因子小于等于预设阈值,向采样模块发送对原图像进行处理的命令;
处理模块,用于接收获取分解模块发送的命令和判断模块发送的命令,对图像进行采样,确定参考像素矩阵,根据所述参考像素矩阵采用B样条曲面函数确定每个采样点的像素值,缩小图像,接收获取分解模块发送的命令时,所述图像为原图像,采样间隔为所述倍率因子之一,接收判断模块发送的命令时,所述图像为前一次缩小处理后的图像,采样间隔为剩余的倍率因子之一,所述剩余的倍率因子为在图像缩小处理中未作为间隔的倍率因子,其中,所述确定参考像素矩阵包括步骤:采样点坐标的整数部分作为参考像素矩阵的坐标,确定参考像素矩阵;
其中,所述B样条曲面函数确定每个采样点的像素值包括步骤:采用三阶二次时,采用公式S=UBPB’V确定像素值,式中,S表示像素值,U={u2,u,1},V={v2,v,1},u表示参考像素矩阵中采样点行坐标的小数部分,v表示参考像素矩阵中采样点列坐标的小数部分,B表示参数矩阵,B为 P表示参考像素矩阵;或采用四阶三次时,采用公式S=UBPB’V确定像素值,式中,S表示像素值,U={u3,u2,u,1},V={v3,v2,v,1},u表示参考像素矩阵中采样点行坐标的小数部分,v表示参考像素矩阵中采样点列坐标的小数部分,B表示参数矩阵,B为 P表示参考像素矩阵;
判断模块,用于判断是否存在剩余的倍率因子,若是,则向采样模块发送对缩小后的图像进行处理的命令。
6.根据权利要求5所述的图像缩小装置,其特征在于,所述获取分解模块还用于当缩小倍率小于或等于预设阈值时,将缩小倍率确定为所述倍率因子。
7.根据权利要求5或6所述的图像缩小装置,其特征在于,所述预设阈值为3。
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