CN105590303B - 一种增加图像分辨率的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于图像处理领域，提供了基于一种增加图像分辨率的方法和系统，所述方法包括：根据预设的放大倍率获取原图像的放大图像；获取原图像的高频图像；根据所述原图像建立所述高频图像和所述放大图像的位置对应关系；根据所述位置对应关系将所述高频图像的像素叠加到所述放大图像。本发明实施例，分别获取原图像的高频图像和放大图像，通过原图像的承接作用，建立高频图像和放大图像的位置对应关系，并通过该位置对应关系，将高频图像的像素叠加到放大图像中，使得高频图像的像素弥补了单纯放大的图像的像素的不足，提供了一种快速、有效的图像分辨率增加方法。

Description

一种增加图像分辨率的方法和系统

技术领域

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种增加图像分辨率的方法和系统。

背景技术

增加图像分辨率是增加图像清晰度的重要手段，在增加图像分辨率时，通过对原图像的像素点进行内插，产生新的像素点，得到新像素点组成的图像，现有技术在增加图像分辨率时，特别是增加图像高频部分的分辨率时，会有模糊现象。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种增加图像分辨率的方法和系统，以解决现有技术的增加图像分辨率时会产生模糊的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种增加图像分辨率的方法，所述方法包括以下步骤：

根据预设的放大倍率获取原图像的放大图像；

获取原图像的高频图像；

根据所述原图像建立所述高频图像和所述放大图像的位置对应关系；

根据所述位置对应关系将所述高频图的像素叠加到所述放大图像。

本发明实施例的另一目的在于提供一种增加图像分辨率的系统，所述系统包括：

放大图像获取单元，用于根据预设的放大倍率获取原图像的放大图像；

高频图像获取单元，用于在所述放大图像获取单元获取放大图像之后，获取原图像的高频图像；

位置对应关系建立单元，用于根据所述原图像建立所述高频图像获取单元获取的高频图像和所述放大图像获取单元获取的放大图像的位置对应关系；

像素叠加单元，用于根据所述位置对应关系建立单元建立的位置对应关系将所述高频图像的像素叠加到所述放大图像。

本发明实施例，分别获取原图像的高频图像和放大图像，通过原图像的承接作用，建立高频图像和放大图像的位置对应关系，并通过该位置对应关系，将高频图像的像素叠加到放大图像中，使得高频图像的像素弥补了单纯放大的图像的像素的不足，提供了一种快速、有效的图像分辨率增加方法和系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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1是本发明实施例提供的增加图像分辨率方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的增加图像分辨率实例的示意图；

图3是本发明实施例提供的增加图像分辨率系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

如图1所示为本发明实施例提供的增加图像分辨率方法的流程图，所述方法包括以下步骤：

在步骤S101中，根据预设的放大倍率获取原图像的放大图像。

在本发明实施例中，根据预设的放大倍率a对原图像I₀进行放大，获取放大图像U₁，其中预设的放大倍率a可以为2倍，也可以根据实际应用的需要进行设置。所述根据预设的放大倍率a获取放大图像U₁的方法，具体为：通过内插的方式按照放大倍率a对原图像I₀进行高取样，得到原图像I₀的放大图像U₁。

在步骤S102中，获取原图像的高频图像。

在本发明实施例中，所述获取高频图像H₀的步骤，包括：

1、按照预设的缩小倍率1/a对所述原图像I₀进行低取样，获取缩小图像L₀。

在本发明实施例中，通过滤波器的作用，按照预设的缩小倍率1/a对原图像I₀进行低取样，即可得到原图像I₀的缩小图像L₀，该缩小图像L₀的像素较少。本实施例提供的缩小倍率1/a只是用于举例，并不用于限定本发明，缩小的倍数可以根据应用的需要进行设置，在此不做限定。

2、按照预设的放大倍率a对所述缩小图像L₀进行高取样，获取低频图像L₁。

在本发明实施例中，通过内插方式，按照预设的放大倍率a对缩小图像L₀进行高取样，获取低频图像L₁，因为低频图像L₁先经过低取样然后经过高取样，因此低频图像L₁相对原图像I₀而言，会减少高频部分，因此低频图像L₁相对原图像I₀即为低频图像。

3、将所述原图像I₀的像素减去所述低频图像L₁的像素，获取所述高频图像H₀。

在本发明实施例中，低频图像L₁相对原图像I₀减少的就是高频部分，因此将原图像I₀的像素减去低频图像L₁的像素，即可得到只包括高频部分的高频图像H₀。

在步骤S103中，根据所述原图像建立所述高频图像和所述放大图像的位置对应关系。

在本发明实施例中，通过原图像I₀的承接作用建立高频图像H₀和放大图像U₁的位置对应关系，使得高频图像H₀根据该位置对应关系进行后续的步骤。所述根据所述原图像I₀建立所述高频图像H₀和所述放大图像U₁的位置对应关系的步骤，包括：

1、将所述放大图像U₁划分为多个预定大小的放大图像像素块。

在本发明实施例中，放大图像像素块的预定大小可以是5*5的像素区域，也可以是其他预定大小的像素区域。

2、在所述原图像I₀中搜索与所述放大图像像素块最相似的原图像像素块。

在本发明实施例中，由于原图像I₀与放大图像U₁的尺寸不同，因此需要将放大图像像素块放入原图像I₀中进行搜索，搜索与该放大图像像素块最相似的原图像像素块，例如：假设放大图像U₁的长宽为原图像I₀的a倍，将放大图像U₁划分为多个放大图像像素块，从所述多个放大图像像素块中选择一个中心为(x，y)、大小为5*5的放大图像像素块，将原图像I₀的待搜索区域设置为中心(x/a，y/a)、大小10*10，在该待搜索区域中获取所有5*5大小的原图像像素块，将选择的放大图像像素块内的每个像素的像素值与所获取的每个5*5的原图像像素块内的对应的像素值相减，并将相减后绝对值的总和最小的5*5的原图像像素块作为与该选择的放大图像像素块最相似的原图像像素块，重复上述步骤，直到上述多个放大图像像素块都确定最相似的原图像像素块。

3、在所述高频图像H₀中获取与所述原图像像素块对应的高频图像像素块。

在本发明实施例中，由于高频图像H₀与原图像I₀的尺寸相同，因此可以从高频图像H₀中直接获取与原图像像素块对应的高频图像像素块。

4、根据放大图像像素块与原图像像素块、原图像像素块与高频图像像素块的对应关系，建立放大图像像素块与高频图像像素块的位置对应关系。

在本发明实施例中，由于放大图像像素块与原图像像素块、原图像像素块与高频图像像素块建立了对应关系，因此放大图像像素块与高频图像像素块也可以建立位置对应关系。

在步骤S104中，根据所述位置对应关系将所述高频图像的像素叠加到所述放大图像。

在本发明实施例中，高频图像H₀只包括原图像I₀的高频部分，将高频图像H₀的像素叠加到放大图像U₁中，即可实现对原图像I₀的分辨率的增加。

本发明实施例，分别获取原图像的高频图像和放大图像，通过原图像的承接作用，建立高频图像和放大图像的位置对应关系，并通过该位置对应关系，将高频图像的像素叠加到放大图像中，使得高频图像的像素弥补了单纯放大的图像的像素的不足，提供了一种快速、有效的图像分辨率增加方法。

作为本发明的一个可选实施例，在所述根据预设的放大倍率a获取原图像I₀的放大图像U₁的步骤之前，所述方法还包括以下步骤：

预设所述放大倍率a。

图2示出了增加图像分辨率实例的示意图，如图2所示：原图像I₀减去低频图像L₁即得到高频图像H₀，通过原图像I₀即可建立放大图像U₁与高频图像H₀的位置对应关系，将高频图像H₀的像素添加到放大图像U₁中，即可得到增加分辨率后的图像I₁。

实施例二

如图3所示为本发明实施例提供的增加图像分辨率系统的结构图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分，包括：

放大图像获取单元301，用于根据预设的放大倍率a获取原图像I₀的放大图像U₁。

在本发明实施例中，放大图像获取单元301根据预设的放大倍率a对原图像I₀进行放大，获取放大图像U₁，其中预设的放大倍率a可以为2倍，也可以根据实际应用的需要进行设置。所述放大图像获取单元301用于按照放大倍率a对原图像I₀进行高取样，得到原图像I₀的放大图像U₁。

高频图像获取单元302，用于在所述放大图像获取单元301获取放大图像U₁之后，获取原图像I₀的高频图像H₀。

在本发明实施例中，所述高频图像获取单元302，包括：

缩小图像获取子单元3021，用于按照预设的缩小倍率1/a对所述原图像I₀进行低取样，获取缩小图像L₀。

在本发明实施例中，缩小图像获取子单元3021通过滤波器的作用，按照预设的缩小倍率1/a对原图像I₀进行低取样，即可得到原图像I₀的缩小图像L₀，该缩小图像L₀的像素较少。本实施例提供的缩小倍率1/a只是用于举例，并不用于限定本发明，缩小的倍数可以根据应用的需要进行设置，在此不做限定。

低频图像获取子单元3022，用于按照预设的放大倍率a对所述缩小图像获取子单元3021获取的缩小图像L₀进行高取样，获取低频图像L₁。

在本发明实施例中，低频图像获取子单元3022通过内插方式，按照预设的倍率a即可对缩小图像L₀进行高取样，获取低频图像L₁，因为低频图像L₁先经过低取样然后经过高取样，因此低频图像L₁相对原图像I₀而言，会减少高频部分，因此低频图像L₁相对原图像I₀即为低频图像。

高频图像获取子单元3023，用于将所述原图像I₀的像素减去所述低频图像获取子单元3022获取的低频图像L₁的像素，获取所述高频图像H₀。

在本发明实施例中，低频图像L₁相对原图像I₀减少的就是高频部分，因此将原图像I₀的像素减去低频图像L₁的像素，即可得到只包括高频部分的高频图像H₀。

位置对应关系建立单元303，用于根据所述原图像I₀建立所述高频图像获取单元302获取的高频图像H₀和所述放大图像获取单元301获取的放大图像U₁的位置对应关系。

在本发明实施例中，通过原图像I₀的承接作用建立高频图像H₀和放大图像U₁的位置对应关系，使得高频图像H₀根据该位置对应关系进行后续的步骤。所述位置对应关系建立单元303，包括：

放大图像像素块划分子单元3031，用于将所述放大图像U₁划分为多个预定大小的放大图像像素块。

在本发明实施例中，放大图像像素块预定大小可以是5*5的像素区域，也可以是其他预定大小的像素区域。

原图像像素块搜索子单元3032，用于在所述原图像I₀中搜索与所述放大图像像素块划分子单元3031划分的放大图像像素块最相似的原图像像素块。

在本发明实施例中，由于原图像I₀与放大图像U₁的尺寸不同，因此需要将放大图像像素块放入原图像I₀中进行搜索，搜索与该放大图像像素块最相似的原图像像素块，例如：假设放大图像U₁的长宽为原图像I₀的a倍，将放大图像U₁划分为多个放大图像像素块，从所述多个放大图像像素块中选择一个中心为(x，y)、大小为5*5的放大图像像素块，将原图像I₀的待搜索区域设置为中心(x/a，y/a)、大小10*10，在该待搜索区域中获取所有5*5大小的原图像像素块，将选择的放大图像像素块内的每个像素的像素值与所获取的每个5*5的原图像像素块内的对应的像素值相减，并将相减后绝对值的总和最小的5*5的原图像像素块作为与该选择的放大图像像素块最相似的原图像像素块，重复上述步骤，直到上述多个放大图像像素块都确定最相似的原图像像素块。

高频图像像素块获取子单元3033，用于在所述高频图像H₀中获取与所述原图像像素块搜索子单元3032搜索的原图像像素块对应的高频图像像素块。

在本发明实施例中，由于高频图像H₀与原图像I₀的尺寸相同，因此可以从高频图像H₀中直接获取与原图像像素块对应的高频图像像素块。

位置对应关系建立子单元3034，用于根据放大图像像素块与原图像像素块、原图像像素块与高频图像像素块的对应关系，建立放大图像像素块与所述高频图像像素块获取子单元3033获取的高频图像像素块的位置对应关系。

在本发明实施例中，由于放大图像像素块与原图像像素块、原图像像素块与高频图像像素块建立了对应关系，因此放大图像像素块与高频图像像素块也可以建立位置对应关系。

像素叠加单元304，用于根据所述位置对应关系建立单元建立的位置对应关系将所述高频图像H₀的像素叠加到所述放大图像U₁。

在本发明实施例中，高频图像H₀只包括原图像I₀的高频部分，将高频图像H₀的像素叠加到放大图像U₁中，即可实现对原图像I₀的分辨率的增加。

本发明实施例，分别获取原图像的高频图像和放大图像，通过原图像的承接作用，建立高频图像和放大图像的位置对应关系，并通过该位置对应关系，将高频图像的像素叠加到放大图像中，使得高频图像的像素弥补了单纯放大的图像的像素的不足，提供了一种快速、有效的图像分辨率增加系统。

作为本发明的一个可选实施例，在所述放大图像获取单元301获取放大图像之前，所述系统还包括：

预设单元305，用于预设所述放大倍率a。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将所述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种增加图像分辨率的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据预设的放大倍率获取原图像的放大图像；

获取原图像的高频图像；

根据所述原图像建立所述高频图像和所述放大图像的位置对应关系；

根据所述位置对应关系将所述高频图像的像素叠加到所述放大图像；

其中，所述根据所述原图像建立所述高频图像和所述放大图像的位置对应关系的步骤，包括：

将所述放大图像划分为多个预定大小的放大图像像素块；

在所述原图像中搜索与所述放大图像像素块最相似的原图像像素块；

在所述高频图像中获取与所述原图像像素块对应的高频图像像素块；

根据放大图像像素块与原图像像素块、原图像像素块与高频图像像素块的对应关系，建立放大图像像素块与高频图像像素块的位置对应关系。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据预设的放大倍率获取原图像的放大图像的步骤之前，所述方法还包括以下步骤：

预设所述放大倍率。

3.如权利要求1～2任一项所述的方法，其特征在于，所述根据预设的放大倍率获取放大图像的方法，具体为：

按照放大倍率对原图像进行高取样，得到原图像的放大图像。

4.如权利要求1～2任一项所述的方法，其特征在于，所述获取高频图像的步骤，包括：

按照预设的缩小倍率对所述原图像进行低取样，获取缩小图像；

按照预设的放大倍率对所述缩小图像进行高取样，获取低频图像；

将所述原图像的像素减去所述低频图像的像素，得到所述高频图像。

5.一种增加图像分辨率的系统，其特征在于，所述系统包括：

放大图像获取单元，用于根据预设的放大倍率获取原图像的放大图像；

高频图像获取单元，用于在所述放大图像获取单元获取放大图像之后，获取原图像的高频图像；

位置对应关系建立单元，用于根据所述原图像建立所述高频图像获取单元获取的高频图像和所述放大图像获取单元获取的放大图像的位置对应关系；

像素叠加单元，用于根据所述位置对应关系建立单元建立的位置对应关系将所述高频图像的像素叠加到所述放大图像；

其中，所述位置对应关系建立单元，包括：

放大图像像素块划分子单元，用于将所述放大图像划分为多个预定大小的放大图像像素块；

原图像像素块搜索子单元，用于在所述原图像中搜索与所述放大图像像素块划分子单元划分的放大图像像素块最相似的原图像像素块；

高频图像像素块获取子单元，用于在所述高频图像中获取与所述原图像像素块搜索子单元搜索的原图像像素块对应的高频图像像素块；

位置对应关系建立子单元，用于根据放大图像像素块与原图像像素块、原图像像素块与高频图像像素块的对应关系，建立放大图像像素块与所述高频图像像素块获取子单元获取的高频图像像素块的位置对应关系。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述放大图像获取单元获取放大图像之前，所述系统还包括：

预设单元，用于预设所述放大倍率。

7.如权利要求5～6任一项所述的系统，其特征在于，所述放大图像获取单元用于按照放大倍率对原图像进行高取样，得到原图像的放大图像。

8.如权利要求5～6任一项所述的系统，其特征在于，所述高频图像获取单元，包括：

缩小图像获取子单元，用于按照预设的缩小倍率对所述原图像进行低取样，获取缩小图像；

低频图像获取子单元，用于按照预设的放大倍率对所述缩小图像获取子单元获取的缩小图像进行高取样，获取低频图像；

高频图像获取子单元，用于将所述原图像的像素减去所述低频图像获取子单元获取的低频图像的像素，得到所述高频图像。