CN105160634A - 像素图像放大方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种像素图像的放大方法及系统，首先将像素图像的每个像素进行扩大处理，再通过判断每个像素是否属于背景，选择对应的涂色方法，最后得到与普通图像放大算法相较更为清晰地放大后图形。本发明专门针对像素图像的特点对传统算法做了优化，能够极大地增强放大之后的清晰度，解决了像素图像放大中局部连续性判定、斜向联系增强、斜边光滑化的几个难点问题。

Description

像素图像放大方法及系统

技术领域

本发明涉及一种图像处理领域的技术，具体涉及一种将传统像素图像放大以适应现在的显示工具的方法及系统。

背景技术

像素图像(pixeliconography)，顾名思义就是以像素为单位，逐点地绘制出图像，也有人称之为点画法或像素艺术(PixelArt)。最早是出现在电脑应用程式的图像(Icon)，以及早期的8位元电子游戏，近几年来的被广泛的使用在因特网、GUI(GraphicUserInterface)以及行动游戏等等。微软的操作系统，在windowsXP以前，都是采用经典的像素图标，一方面也是当时计算机的性能所致。

随着硬件性能的提升，矢量图标越来越广泛的被应用到操作系统中。较之以前像素图形无法随意放大缩小，矢量图形不管在质感表现、扩展性、美观程度等各方面都占尽优势，但像素风格仍以自己独特的表现形式，不断的发展出各种门类，吸引着人们的目光。这种通过像素颗粒有规律的组合并保留锯齿边缘的视觉效果，逐渐也演变成一种设计风格，为很多设计师喜爱，并衍生出很多有趣的艺术门类。

像素图像无法用传统的图像放大技术放大，因为像素图像具有与传统图像不同特点。这几个差异之处是主要是由于像素图像离散性大，像素点少而引起的。具体如下：

1.每个像素都非常重要。由于像素图像本身的像素数很少，而且每个像素都是经过精心安排的，比如说一个像素就可能代表了人物的眼睛，因此每个细节都必须被保留。而传统的图像放大算法有时会丢失这些细节。

2.像素图像中的线条在斜向上的联系表现得很少(仅一个点)，用传统方法放大后这种联系会被大幅削弱(相比于横竖方向的联系)，因此必须进行特殊处理。

3.在像素图像中，遇到2x2方格中对角线有2种不同颜色的情况时，需要判断哪一对像素是相连的，哪一对是分离的，并做出相应的优化，而传统方法没有相应的处理。因此只能得到模糊的图像。因此用传统图像放大法得到的像素图像会变的极不清晰。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，为了像素图像能够适应现代显示工具，提出一种像素图像放大方法及系统，专门针对像素图像的特点对传统算法做了优化，能够极大地增强放大之后的清晰度，解决了像素图像放大中局部连续性判定、斜向联系增强、斜边光滑化的几个难点问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种像素图像放大方法，首先将像素图像的每个像素进行扩大处理，再通过判断每个像素是否属于背景，选择对应的涂色方法，最后得到与普通图像放大算法相较更为清晰地放大后图形。

所述的扩大处理是指：将每个像素放大为5x5个像素大小的方格。

所述的判断背景的方法是指：取待判断像素周围25个像素颜色的平均值以及待处理图片的4个顶角的像素的颜色的平均值，将该两个平均值以1:2加权得到背景的颜色。得到背景色后判断该像素与背景色是否相似即可判断该点是否为背景。

所述的对应的涂色方法是指：

1)当待涂色像素为背景部分时，为优化像素图中斜线的显示效果判断该像素左侧相邻和上部相邻的像素颜色是否相近：

步骤1.1)当颜色相近，则判定该两个相邻的像素属于图案的一部分，并将待涂色像素对应5x5像素方格的左上角，否则(即左上顶角像素及其相邻的三个像素、顶部中间的像素和左边中间的像素)涂成原像素点M的颜色，然后再判断判定该两个相邻的像素属于图案的一部分。

所述的5x5像素方格的左上角在上色时，按照涂色方案一的渐变色的形式上色。

2)当待涂色像素为图像部分时(即非背景部分)时，判断该像素左上相邻、左侧相邻和上部相邻的像素颜色是否属于图案的一部分：当均为背景颜色，则按照涂色方案一进行涂色，否则采用涂色方案二进行涂色。

上述对两个像素是否属于图案的一部分的判定，具体通过以下方式实现：

步骤i)同时判断：左下相邻像素的颜色与左侧相邻像素是否相近，以及上侧相邻像素的颜色与左侧相邻像素是否相近，当颜色相近时采用涂色方案一，否则采用涂色方案二。

步骤ii)同时判断：左上相邻像素的颜色与上侧相邻像素是否相近，以及右侧相邻像素的颜色与上侧相邻像素是否相近，当颜色相近时采用涂色方案一，否则采用涂色方案二。

步骤iii)同时判断：右上相邻像素的颜色与右侧相邻像素是否相近，以及右侧相邻像素的颜色与下侧相邻像素是否相近，当颜色相近时采用涂色方案一，否则采用涂色方案二。

步骤iv)同时判断：右下相邻像素的颜色与下侧相邻像素是否相近，以及下侧相邻像素的颜色与左侧相邻像素是否相近，当颜色相近时采用涂色方案一，否则采用涂色方案二。

所述的颜色相近是指：YUV颜色中Y的差值，即dY<48，U的差值，即dU<7，V的差值，即dV<6。

所述的涂色方案一是指：以5x5像素组的左上角为原点向右和向下分别为坐标轴正方向，对(0,0)、(1,0)、(0,1)、(1,1)、(2,0)、(0,2)六个像素点进行涂色，且颜色深度以原点为最深，与原点距离成反比。

所述的涂色方案二是指：以5x5像素组的左上角为原点向右和向下分别为坐标轴正方向，对(0,0)、(1,0)、(0,1)、(1,1)、(2,0)、(0,2)、(0,3)、(0,4)八个像素点进行涂色，且颜色深度以原点为最深，与原点距离成反比。

本发明涉及一种实现上述方法的系统，包括：像素图像拓展模块、颜色分界判断模块、涂色模块，其中：像素图像拓展模块与涂色模块相连并传输放大后的像素图像信息，涂色模块与颜色分界判断模块共同作用，准确地根据原图像生成放大后的图像。

技术效果

与现有技术相比，本发明解决了局部连续性判定、斜向联系增强、斜边光滑化等问题，可以将像素图像放大为原图的5倍，最后结果保留了原始图像的特征，并且便捷变得平滑，颜色过渡也更为自然，可以较大地提升结果的清晰度。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

图2位原像素周围位置像素示意图。

图3为实施例涂色方案一。

图4为实施例涂色方案二。

图5为实例所用像素图像原图。

图6为用传统方法放大像素图像的效果图。

图7为用本方法放大像素图像的效果图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括以下步骤：

第一步、将像素图像的每个像素放大到一个5×5的方格。

本实施例中的像素图像均为.png格式。

第二步、判断原像素是否是背景的一部分

所述的判断方法为取该像素周围的25个像素颜色的平均值和整个图片4个角像素的颜色的平均值以1:2的比例加权作为背景颜色的值。

若原像素是背景的一部分则按第三步的方法处理图片，否则按第四步处理图片。

第三步、如图2所示，判断原像素M左边L和上面U的像素颜色是否相近，(本实施例中用YUV颜色dY<48，dU<7，dV<6判断)，若相近，即它们是图案的一部分，则将原像素M对应5x5像素方格的左上角涂成相应的颜色，并且带一定的渐变效果，如图3所示，具体为：以5x5像素组的左上角为原点向右和向下分别为坐标轴正方向，对(0,0)、(1,0)、(0,1)、(1,1)、(2,0)、(0,2)六个像素点进行涂色，且颜色深度以原点为最深，与原点距离成反比。

另外，为了优化像素图中斜线的显示效果，在左边L像素和上面U像素颜色相近的条件下，还要判断左下Y像素与它们是否相近，若是的话，则原像素M采用另一种着色方案，如图4所示，具体为：以5x5像素组的左上角为原点向右和向下分别为坐标轴正方向，对(0,0)、(1,0)、(0,1)、(1,1)、(2,0)、(0,2)、(0,3)、(0,4)八个像素点进行涂色，且颜色深度以原点为最深，与原点距离成反比。

按此方式判断原像素M的另外3个方向的像素并对原像素M对应5x5方格的颜色作对应更新。

第四步、判断左上X像素、左边L像素、上面U像素是否都是背景色，若是的话按照第一种涂色方案的方法涂色，如图3所示。

在第四步情况下也要对斜线进行对应优化，判断左下Z像素、原像素M、下面D像素是否颜色相近，并且左下Y像素也是背景色，则采用类似上面第二种涂色方案涂色，如图4所示。

Claims (9)

1.一种像素图像放大方法，其特征在于，首先将像素图像的每个像素进行扩大处理，再通过判断每个像素是否属于背景，选择对应的涂色方法，最后得到与普通图像放大算法相较更为清晰地放大后图形。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的扩大处理是指：将每个像素放大为5x5个像素大小的方格。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的判断背景的方法是指：取待判断像素周围25个像素颜色的平均值以及待处理图片的4个顶角的像素的颜色的平均值，将该两个平均值以1:2加权得到背景的颜色。得到背景色后判断该像素与背景色是否相似即可判断该点是否为背景。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的对应的涂色方法是指：

1)当待涂色像素为背景部分时，为优化像素图中斜线的显示效果判断该像素左侧相邻和上部相邻的像素颜色是否相近：当颜色相近，则判定该两个相邻的像素属于图案的一部分，并将待涂色像素对应5x5像素方格的左上角，否则涂成原像素点的颜色，然后再判断判定该两个相邻的像素属于图案的一部分；

2)当待涂色像素为图像部分时时，判断该像素左上相邻、左侧相邻和上部相邻的像素颜色是否属于图案的一部分：当均为背景颜色，则按照涂色方案一进行涂色，否则采用涂色方案二进行涂色。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的5x5像素方格的左上角在上色时，按照涂色方案一的渐变色的形式上色。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征是，对两个像素是否属于图案的一部分的判定，具体通过以下方式实现：

步骤i)同时判断：左下相邻像素的颜色与左侧相邻像素是否相近，以及上侧相邻像素的颜色与左侧相邻像素是否相近，当颜色相近时采用涂色方案一，否则采用涂色方案二；

步骤ii)同时判断：左上相邻像素的颜色与上侧相邻像素是否相近，以及右侧相邻像素的颜色与上侧相邻像素是否相近，当颜色相近时采用涂色方案一，否则采用涂色方案二；

步骤iii)同时判断：右上相邻像素的颜色与右侧相邻像素是否相近，以及右侧相邻像素的颜色与下侧相邻像素是否相近，当颜色相近时采用涂色方案一，否则采用涂色方案二；

步骤iv)同时判断：右下相邻像素的颜色与下侧相邻像素是否相近，以及下侧相邻像素的颜色与左侧相邻像素是否相近，当颜色相近时采用涂色方案一，否则采用涂色方案二。

7.根据权利要求4或6所述的方法，其特征是，所述的相近是指：YUV颜色中Y的差值，即dY<48，U的差值，即dU<7，V的差值，即dV<6。

8.根据权利要求4或6所述的方法，其特征是，所述的涂色方案一是指：以5x5像素组的左上角为原点向右和向下分别为坐标轴正方向，对(0,0)、(1,0)、(0,1)、(1,1)、(2,0)、(0,2)六个像素点进行涂色，且颜色深度以原点为最深，与原点距离成反比；

所述的涂色方案二是指：以5x5像素组的左上角为原点向右和向下分别为坐标轴正方向，对(0,0)、(1,0)、(0,1)、(1,1)、(2,0)、(0,2)、(0,3)、(0,4)八个像素点进行涂色，且颜色深度以原点为最深，与原点距离成反比。

9.一种实现上述任一权利要求所述方法的系统，其特征在于，包括：像素图像拓展模块、颜色分界判断模块、涂色模块，其中：像素图像拓展模块与涂色模块相连并传输放大后的像素图像信息，涂色模块与颜色分界判断模块共同作用，准确地根据原图像生成放大后的图像。