CN103366343B - 一种位图缩放方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像处理相关技术领域，特别是一种位图缩放方法及系统，位图缩放方法，用于将原始位图缩放为目标位图，包括：计算每个目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例；计算所述每个目标位图像素点的色彩参数为所包含的每个原始位图像素点的色彩参数的加权值，每个原始位图像素点的色彩参数的权值为每个原始位图像素点在目标位图像素点中所占的比例。由于采用了相邻像素点之间的加权平均方式，将相邻像素点之间的图像连续性考虑在内，改善了图像放缩后的显示质量。

Description

一种位图缩放方法及系统

技术领域

本发明涉及图像处理相关技术领域，特别是一种位图缩放方法及系统。

背景技术

传统的对位图进行缩放的方式是通过成倍的填充同一个像素点或者等距采样像素点实现的，由于没有考虑相邻像素点之间图像信息的连续性，会造成图像缩放后的方块现象很明显，而且上述方法只能按照一定倍数对图像进行放缩。

发明内容

基于此，有必要针对现有的位图缩放技术，在缩放之后目标位图与原始位图之间出现明显方块的技术问题，提供一种位图缩放方法及系统。

一种位图缩放方法，用于将原始位图缩放为目标位图，包括：

计算每个目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例；

计算所述每个目标位图像素点的色彩参数为所包含的每个原始位图像素点的色彩参数的加权值，每个原始位图像素点的色彩参数的权值为每个原始位图像素点在目标位图像素点中所占的比例。

一种位图缩放系统，用于将原始位图缩放为目标位图，包括：

比例确定模块，用于计算每个目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例；

色彩参数确定模块，用于计算所述每个目标位图像素点的色彩参数为所包含的每个原始位图像素点的色彩参数的加权值，每个原始位图像素点的色彩参数的权值为每个原始位图像素点在目标位图像素点中所占的比例。

通过上述技术方案，本发明计算每个目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例，并将该比例作为采用加权方式计算所述每个目标位图像素点的色彩参数时每个原始位图像素点的色彩参数的权值。由于采用了相邻像素点之间的加权平均方式，将相邻像素点之间的图像连续性考虑在内，改善了图像放缩后的显示质量。

附图说明

图1为本发明一种位图缩放方法的工作流程图；

图2为本发明一种位图缩放系统的结构示意图；

图3为本发明一个例子的模型示意图；

图4为本发明一个例子的原图（256×256）；

图5为本发明一个例子的缩小图（200×200）；

图6为本发明一个例子的放大图（400×400）；

图7为本发明一个例子的原图（256×256）的直方图；

图8为本发明一个例子的缩小图（200×200）的直方图；

图9为本发明一个例子的放大图（400×400）的直方图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示为本发明一种位图缩放方法的工作流程图，用于将原始位图缩放为目标位图，包括：

步骤S101，计算每个目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例；

步骤S102，计算所述每个目标位图像素点的色彩参数为所包含的每个原始位图像素点的色彩参数的加权值，每个原始位图像素点的色彩参数的权值为每个原始位图像素点在目标位图像素点中所占的比例。

其中，步骤S101的具体计算方式如下：

对目标位图的每个像素点计算目标位图像素点的几何抽象面积；

计算目标位图像素点包含的每个原始位图像素点的几何抽象面积与目标位图像素点的几何抽象面积的比例，作为该目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例，具体如下：

对于目标位图像素点所包含的水平坐标上第k个且垂直坐标上第k’个原始位图像素点，计算其几何抽象面积占目标位图像素点的几何抽象面积的比例r_kk'＝(W_di_k+1-W_di_k)×(H_dj_k'+1-H_dj_k')σ，其中，W_d为目标位图的水平坐标尺寸，H_d为目标位图的垂直坐标尺寸，i_k为水平坐标上第k个原始位图像素点的水平坐标值，i_k+1为水平坐标上第k+1个原始位图像素点的水平坐标值，j_k’为垂直坐标上第k’个原始位图像素点的垂直坐标值，j_k’+1为垂直坐标上第k’+1个原始位图像素点的垂直坐标值，σ为原始位图像素点的几何抽象面积。

其中，步骤S102的具体计算方式如下：

计算每个目标位图像素点的色彩参数，其中水平坐标第i’个垂直坐标第j’个目标位图像素点标识为第i’j’个目标位图像素点，且第i’j’个目标位图像素点的色彩参数其中N为第i’j’个目标位图像素点在水平坐标上包含的原始位图像素点的个数，N’为第i’j’个目标位图像素点在垂直坐标上包含的原始位图像素点的个数，p_kk'为第i’j’个目标位图像素点所包含的水平坐标上第k个且垂直坐标上第k’个原始位图像素点的色彩参数。

所述色彩参数为颜色空间分量，即RGBA分量，对目标位图像素点的RGBA中的红（R）、绿（G）、蓝（B）和Alpha每个分量分别采用上述算法确定。

如图2所示为本发明

作为一个例子，一种位图缩放系统的结构示意图，用于将原始位图缩放为目标位图，包括：

比例确定模块210，用于计算每个目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例；

色彩参数确定模块220，用于计算所述每个目标位图像素点的色彩参数为所包含的每个原始位图像素点的色彩参数的加权值，每个原始位图像素点的色彩参数的权值为每个原始位图像素点在目标位图像素点中所占的比例。

在其中一个实施例中，所述比例确定模块210，具体用于：

对目标位图的每个像素点计算目标位图像素点的几何抽象面积；

计算目标位图像素点包含的每个原始位图像素点的几何抽象面积与目标位图像素点的几何抽象面积的比例，作为该目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例。

在其中一个实施例中，所述比例确定模块210中，计算目标位图像素点包含的每个原始位图像素点的几何抽象面积与目标位图像素点的几何抽象面积的比例，包括：

对于目标位图像素点所包含的水平坐标上第k个且垂直坐标上第k’个原始位图像素点，计算其几何抽象面积占目标位图像素点的几何抽象面积的比例r_kk'＝(W_di_k+1-W_di_k)×(H_dj_k'+1-H_dj_k')σ，其中，W_d为目标位图的水平坐标尺寸，H_d为目标位图的垂直坐标尺寸，i_k为水平坐标上第k个原始位图像素点的水平坐标值，i_k+1为水平坐标上第k+1个原始位图像素点的水平坐标值，j_k’为垂直坐标上第k’个原始位图像素点的垂直坐标值，j_k’+1为垂直坐标上第k’+1个原始位图像素点的垂直坐标值，σ为原始位图像素点的几何抽象面积。

在其中一个实施例中，所述色彩参数确定模块220，具体用于：

计算每个目标位图像素点的色彩参数，其中水平坐标第i’个垂直坐标第j’个目标位图像素点标识为第i’j’个目标位图像素点，且第i’j’个目标位图像素点的色彩参数其中N为第i’j’个目标位图像素点在水平坐标上包含的原始位图像素点的个数，N’为第i’j’个目标位图像素点在垂直坐标上包含的原始位图像素点的个数，p_kk'为第i’j’个目标位图像素点所包含的水平坐标上第k个且垂直坐标上第k’个原始位图像素点的色彩参数。

在其中一个实施例中，所述色彩参数为颜色空间分量。

以下为本发明的一个例子。

1.模型描述

假设源位图(W_s,H_s)，目标位图(W_d,H_d)，将两者约束于一个[0,1]×[0,1]的方格内，如图3所示，其中W_s=8，H_s=8，W_s=5,H_d=5。

从图3中可以看出，每个虚线格子代表源位图中对应的像素点的几何抽象，实线格子则代表目标位图中对应的像素点的几何抽象。进而不难看出，每个代表目标像素的格子与相邻的表示源像素的格子之间存在面积上的求和关系，即

$A_d={\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{n-1}{A}_{\mathrm{sk}}---\left(1\right)$

这样，当我们需要获得缩放后某个位置的像素点颜色值，就可以通过每个相邻的源几何抽象面积在整个目标几何抽象面积中所占的权值来获得，公式如下：

$P_d=\left({\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{n-1}{A}_{\mathrm{sk}}{P}_{\mathrm{sk}}\right)/A_d---\left(2\right)$

2.算法描述

根据1中的模型，需要做一些约定如下

假设原始位图的大小为π＝W_s×H_s，目标位图的大小为π′＝W_d×H_d，单位为像素（pixel）。由1中的模型，可以得到原始位图和目标位图的每个小方格的面积分别为和

对于原始位图，每个小方格的范围为[i,i+1]×[j,j+1]σ；对于目标位图，每个小方格的范围为[i′,i′+1]×[j′,j′+1]σ′。

从而可以得出相应算法如下

1）对于目标位图中水平坐标为[i′,i′+1]的小方格，可以通过如下公式获取该方格所包含的原始位图方格水平坐标：

W_si′＜W_di≤W_s(i′+1),W_d≤W_s(3)

通过上述公式获取的原始位图方格坐标分别为[i′,i₀]，[i₀,i₁]，…，[i_N-1,i′+1]，其中N为每个目标位图方格水平包含的原始位图方格的个数（不一定是完全包含）。垂直坐标的计算类似于水平坐标的计算，公式如下：

H_sj′＜H_dj≤H_s(j′+1),H_d≤H_s(4)

同样有[j′,j₀]，[j,j₁]，…，[j_N′-1,j′+1]，其中N′为每个目标位图方格水平包含的原始位图方格的个数（不一定是完全包含）。根据（1）的讨论结果，可以获取每个目标位图方格包含的原始位图方格面积：

σ′_kk′＝(W_di_k+1-W_di_k)×(H_dj_k′+1-H_dj_k′)σσ′(5)

2）由（2）可以得到每个目标位图方块包含的每个原始位图方块占的比例为

$r_{{\mathrm{kk}}^{\′}}=\frac{{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{kk}}^{\′}}^{\′}}{{\mathrm{\σ}}^{\′}}=(W_d{i}_{k+1}-W_d{i}_k)\×(H_d{j}_{k^{\′}+1}-H_d{j}_{k^{\′}})\mathrm{\σ}---\left(6\right)$

对于每个目标位图像素点p_i′j′，可以通过它所包含的原始位图像素点计算出。公式如下

$p_{i^{\′}{j}^{\′}}={\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{N-1}{\mathrm{\Σ}}_{k^{\′}=0}^{N^{\′}-1}{r}_{{\mathrm{kk}}^{\′}}{p}_{{\mathrm{kk}}^{\′}}$

公式中的p分别适用于每个像素的RGBA分量。

上述算法是在W_d≤W_s，H_d≤H_s条件下推导出来的，而对于W_d＞W_s或者H_d＞H_s，会出现水平或者垂直方向无解（目标位图方格边界内部没有原始位图方格边界）的情况，下面是对此种情况的处理算法：

(1)W_d＞W_s（水平无解），水平方向目标位图方格在原始位图方格内部，此时选择水平宽度为原始位图方格宽度，水平坐标选择原始位图方格坐标；由于此时目标位图方格水平方向不包含源位图方格边界，所以上面公式中的面积比可以化简；而且由于此时目标位图方格水平方向完全位于源位图方格内部，所以要取这个源位图方格水平方向的坐标作为目标位图方格坐标。

(2)H_d＞H_s（垂直无解），垂直方向目标位图方格在原始位图方格内部，此时选择垂直宽度为原始位图方格宽度，垂直坐标选择原始位图方格坐标；

(3)上述两种情况同时发生，直接将当前原始像素值赋值给目标像素。这里指的是目标位图方格完全位于源位图方格内部的情况，这个时候源位图像素即目标位图像素。

算法的实验结果如图4～图9所示，从图7～图9的直方分布图来看，使用该方法对位图进行缩放后的图像能够与源图像在色彩分布上保持大体上的一致，因此图像也实现了更好的缩放效果。

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 (6)

1.一种位图缩放方法，用于将原始位图缩放为目标位图，其特征在于，包括：

计算每个目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例；

计算所述每个目标位图像素点的色彩参数为所包含的每个原始位图像素点的色彩参数的加权值，每个原始位图像素点的色彩参数的权值为每个原始位图像素点在目标位图像素点中所占的比例；

所述计算每个目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例的步骤，具体包括：

对目标位图的每个像素点计算目标位图像素点的几何抽象面积；

计算目标位图像素点包含的每个原始位图像素点的几何抽象面积与目标位图像素点的几何抽象面积的比例，作为该目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例；

所述计算目标位图像素点包含的每个原始位图像素点的几何抽象面积与目标位图像素点的几何抽象面积的比例，具体包括：

对于目标位图像素点所包含的水平坐标上第k个且垂直坐标上第k’个原始位图像素点，计算其几何抽象面积占目标位图像素点的几何抽象面积的比例r_kk'＝(W_di_k+1-W_di_k)×(H_dj_k'+1-H_dj_k')σ，其中，Wd为目标位图的水平坐标尺寸，Hd为目标位图的垂直坐标尺寸，ik为水平坐标上第k个原始位图像素点的水平坐标值，ik+1为水平坐标上第k+1个原始位图像素点的水平坐标值，jk’为垂直坐标上第k’个原始位图像素点的垂直坐标值，jk’+1为垂直坐标上第k’+1个原始位图像素点的垂直坐标值，σ为原始位图像素点的几何抽象面积。

2.根据权利要求1所述的位图缩放方法，其特征在于，所述计算所述每个目标位图像素点的色彩参数为所包含的每个原始位图像素点的色彩参数的加权值的步骤，包括：

计算每个目标位图像素点的色彩参数，其中水平坐标第i’个垂直坐标第j’个目标位图像素点标识为第i’j’个目标位图像素点，且第i’j’个目标位图像素点的色彩参数其中N为第i’j’个目标位图像素点在水平坐标上包含的原始位图像素点的个数，N’为第i’j’个目标位图像素点在垂直坐标上包含的原始位图像素点的个数，p_kk'为第i’j’个目标位图像素点所包含的水平坐标上第k个且垂直坐标上第k’个原始位图像素点的色彩参数。

3.根据权利要求2所述的位图缩放方法，其特征在于，所述色彩参数为颜色空间分量。

4.一种位图缩放系统，用于将原始位图缩放为目标位图，其特征在于，包括：

比例确定模块，用于计算每个目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例；

色彩参数确定模块，用于计算所述每个目标位图像素点的色彩参数为所包含的每个原始位图像素点的色彩参数的加权值，每个原始位图像素点的色彩参数的权值为每个原始位图像素点在目标位图像素点中所占的比例；

所述比例确定模块，具体用于：

对目标位图的每个像素点计算目标位图像素点的几何抽象面积；

计算目标位图像素点包含的每个原始位图像素点的几何抽象面积与目标位图像素点的几何抽象面积的比例，作为该目标位图像素点所包含的每个原始位图像素点所占的比例；

所述比例确定模块中，计算目标位图像素点包含的每个原始位图像素点的几何抽象面积与目标位图像素点的几何抽象面积的比例，包括：

对于目标位图像素点所包含的水平坐标上第k个且垂直坐标上第k’个原始位图像素点，计算其几何抽象面积占目标位图像素点的几何抽象面积的比例r_kk'＝(W_di_k+1-W_di_k)×(H_dj_k'+1-H_dj_k')σ，其中，Wd为目标位图的水平坐标尺寸，Hd为目标位图的垂直坐标尺寸，ik为水平坐标上第k个原始位图像素点的水平坐标值，ik+1为水平坐标上第k+1个原始位图像素点的水平坐标值，jk’为垂直坐标上第k’个原始位图像素点的垂直坐标值，jk’+1为垂直坐标上第k’+1个原始位图像素点的垂直坐标值，σ为原始位图像素点的几何抽象面积。

5.根据权利要求4所述的位图缩放系统，其特征在于，所述色彩参数确定模块，具体用于：

计算每个目标位图像素点的色彩参数，其中水平坐标第i’个垂直坐标第j’个目标位图像素点标识为第i’j’个目标位图像素点，且第i’j’个目标位图像素点的色彩参数其中N为第i’j’个目标位图像素点在水平坐标上包含的原始位图像素点的个数，N’为第i’j’个目标位图像素点在垂直坐标上包含的原始位图像素点的个数，p_kk'为第i’j’个目标位图像素点所包含的水平坐标上第k个且垂直坐标上第k’个原始位图像素点的色彩参数。

6.根据权利要求4～5任一项所述的位图缩放系统，其特征在于，所述色彩参数为颜色空间分量。