CN106600532B - 一种图像放大方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种图像放大方法及装置，用于解决现有技术在实时读取和处理超大高分辨率图像的放大过程中，一般都是采用串行读取一张超大图像放到一个缓冲区进行处理，尽管对高频和低频分量分别采用不同算法进行图像处理，但是这些方法在处理超高分辨率图像速度还是慢，质量要求高时处理速度太慢，速度处理快时候，质量又达不到要求的技术问题。

Description

一种图像放大方法及装置

技术领域

本发明涉及图像放大领域，尤其涉及一种图像放大方法及装置。

背景技术

目前，随着拼接技术应用的不断深入，数字拼墙系统规模越来越大，特别是一些超大系统，一般规模都在100个显示单元以上，甚至更多。对于这些超大系统来说，如何实现快速放大高分图像越来越关注的问题。

图像放大的目的是提高放大后图像的分辨率，来满足人们的视觉要求或实际应用要求，图像包含高频分量和低频分量，其中高频分量主要分布于图像中的各个主题的边缘轮廓部分和细节部分，低频分量主要分布于图像中的各个主题非边缘轮廓部分。

目前，随着拼接技术应用的不断深入，数字拼墙系统规模越来越大，特别是一些超大系统，一般规模都在100个显示单元以上，甚至更多。对于这些超大系统来说，如何实现快速放大高分图像越来越关注的问题，图像放大通常采用同一种算法对图像的高频分量和低频分量进行放大，插值算法是对图像放大最常用的图像放大算法，广泛采用的有最近邻插值、双线性插值和立方卷积插值。其中，最邻近插值算法最简单，但最邻近插值算法也最易产生像素值不连续，从而导致块效应，进而造成图像模糊，放大后图像质量效果一般不够理想。双线性插值算法较为复杂，双线性插值算法不会出现像素值不连续的情况，放大后的图像质量较高，但由于双线性插值具有低通滤波器的性质，使高频分量受损，所以可能会使图像中各个主题的边缘轮廓和细节部分在一定程度上变得模糊。立方卷积插值算法复杂，可以保留相对较为清晰的边缘轮廓和细节，可降低或避免放大后的图像中各个主题边缘轮廓的锯齿现象及细节部分的梳状现象，插值效果相对真实，使放大后图像质量更加完善化。

由于在现有技术在实时读取和处理超大高分辨率图像的放大过程中，一般都是采用串行读取一张超大图像放到一个缓冲区进行处理，尽管对高频和低频分量分别采用不同算法进行图像处理，但是这些方法在处理超高分辨率图像速度还是慢，质量要求高时处理速度太慢，速度处理快时候，质量又达不到要求。

发明内容

本发明实施例提供了一种图像放大方法及装置，解决了现有技术在实时读取和处理超大高分辨率图像的放大过程中，一般都是采用串行读取一张超大图像放到一个缓冲区进行处理，尽管对高频和低频分量分别采用不同算法进行图像处理，但是这些方法在处理超高分辨率图像速度还是慢，质量要求高时处理速度太慢，速度处理快时候，质量又达不到要求的技术问题。

本发明实施例提供的一种图像放大方法，包括：

S1：预置分别用于放置图像的高频分量和低频分量的两个缓冲区；

S2：通过预置的线程一、线程二、线程三并行处理所述图像；

所述线程一的操作步骤为：

g1：通过小波包分解的方法获取所述图像的高频分量和低频分量；

g2：获取所述图像的高频分量和低频分量后，设定阈值，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值；

所述线程二的操作步骤为：

h1：对所述图像的高频分量进行放大处理；

所述线程三的操作步骤为：

h2：对所述图像的低频分量进行放大处理。

优选地，所述步骤S1具体包括：

预置用于放置图像的高频分量的高频分量缓冲区，预置用于放置图像的低频分量的低频分量缓冲区。

优选地，所述步骤g2具体包括：

获取所述图像的高频分量和低频分量后，继续获取所述图像的左上角区域高低频分量值X1、右上角区域高低频分量值X2、中间区域高低频分量值X3、右下角区域高低频分量值X4、左下角区域高低频分量值X5，设定阈值为M＝(X1+X2+X3+X4+X5)/5，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值。

优选地，

所述步骤h1具体包括：

通过最邻近插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的高频分量进行像素插值处理，获取高频子图像；

所述步骤h2具体包括：

通过最邻近插值算法、双线性插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的低频分量进行像素插值处理，获取低频子图像。

优选地，

所述步骤S2之后还包括：

并行处理所述图像后，通过所述线程一调整所述图像高低频分量过渡区域阈值，通过所述线程二和所述线程三重新分类所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量，再通过算法处理所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量。

本发明实施例中提供的一种图像放大装置，包括：

预置单元，用于预置分别用于放置图像的高频分量和低频分量的两个缓冲区；

处理单元，用于通过预置的线程一单元、线程二单元、线程三单元并行处理所述图像；

其中所述线程一单元包括：

第一获取子单元，用于通过小波包分解的方法获取所述图像的高频分量和低频分量；

第二获取子单元，用于所述第一获取单元获取所述图像的高频分量和低频分量后，设定阈值，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值；

所述线程二单元包括：

第一放大子单元，用于对所述图像的高频分量进行放大处理；

所述线程三单元包括：

第二放大子单元，用于对所述图像的低频分量进行放大处理。

优选地，

所述预置单元具体包括：

第一预置子单元，具体用于预置用于放置图像的高频分量的高频分量缓冲区；

第二预置子单元，具体用于预置用于放置图像的低频分量的低频分量缓冲区。

优选地，

所述第二获取子单元，具体用于所述第一获取单元获取所述图像的高频分量和低频分量后，继续获取所述图像的左上角区域高低频分量值X1、右上角区域高低频分量值X2、中间区域高低频分量值X3、右下角区域高低频分量值X4、左下角区域高低频分量值X5，设定阈值为M＝(X1+X2+X3+X4+X5)/5，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值。

优选地，

所述第一放大单元，具体用于通过最邻近插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的高频分量进行像素插值处理，获取高频子图像；

所述第二放大单元，具体用于通过最邻近插值算法、双线性插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的低频分量进行像素插值处理，获取低频子图像。

优选地，

还包括：

异常处理单元，用于所述处理单元并行处理所述图像后，通过所述线程一单元调整所述图像高低频分量过渡区域阈值，通过所述线程二单元和所述线程三单元重新分类所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量，再通过算法处理所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中提供的一种图像放大方法及装置，其中一种图像放大方法，包括：S1：预置分别用于放置图像的高频分量和低频分量的两个缓冲区；S2：通过预置的线程一、线程二、线程三并行处理所述图像；所述线程一的操作步骤为：g1：通过小波包分解的方法获取所述图像的高频分量和低频分量；g2：获取所述图像的高频分量和低频分量后，设定阈值，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值；所述线程二的操作步骤为：h1：对所述图像的高频分量进行放大处理；所述线程三的操作步骤为：h2：对所述图像的低频分量进行放大处理。本实施例中，通过并行多线程对超高图像进行处理，明显加快处理速度；通过阀值对图像进行高低频分量分类，明显提高图像放大后的质量；通过多线程实时对图像高低频分量同时在不同的缓冲区进行放大处理，对图像放大的速度和实时性有明显的提高，特别是超高分显示墙上的图像放大处理与同步显示有明显优化效果，解决了现有技术在实时读取和处理超大高分辨率图像的放大过程中，一般都是采用串行读取一张超大图像放到一个缓冲区进行处理，尽管对高频和低频分量分别采用不同算法进行图像处理，但是这些方法在处理超高分辨率图像速度还是慢，质量要求高时处理速度太慢，速度处理快时候，质量又达不到要求的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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它的附图。

图1本发明实施例中提供的一种图像放大方法的一个实施例的流程示意图；

图2本发明实施例中提供的一种图像放大方法的一个实施例的线程一的具体操作示意图；

图3本发明实施例中提供的一种图像放大方法的一个实施例的线程二的具体操作示意图；

图4本发明实施例中提供的一种图像放大方法的一个实施例的线程三的具体操作示意图；

图5本发明实施例中提供的一种图像放大方法的另一个实施例的流程示意图；

图6本发明实施例中提供的一种图像放大方法的另一个实施例的线程一的具体操作示意图；

图7本发明实施例中提供的一种图像放大方法的另一个实施例的线程二的具体操作示意图；

图8本发明实施例中提供的一种图像放大方法的另一个实施例的线程三的具体操作示意图；

图9本发明实施例中提供的一种图像放大装置的一个实施例的结构示意图；

图10本发明实施例中提供的一种图像放大装置的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种图像放大方法及装置，解决了现有技术在实时读取和处理超大高分辨率图像的放大过程中，一般都是采用串行读取一张超大图像放到一个缓冲区进行处理，尽管对高频和低频分量分别采用不同算法进行图像处理，但是这些方法在处理超高分辨率图像速度还是慢，质量要求高时处理速度太慢，速度处理快时候，质量又达不到要求的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中提供的一种图像放大方法的一个实施例包括：

101、预置分别用于放置图像的高频分量和低频分量的两个缓冲区；

102、通过预置的线程一、线程二、线程三并行处理所述图像；

线程一的操作步骤如图2所示：

g1：通过小波包分解的方法获取所述图像的高频分量和低频分量；

g2：获取所述图像的高频分量和低频分量后，设定阈值，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值；

所述线程二的操作步骤如图3所示：

h1：对所述图像的高频分量进行放大处理；

所述线程三的操作步骤如图4所示：

h2：对所述图像的低频分量进行放大处理。

上面是对本发明实施例中提供的一种图像放大方法的过程进行详细的描述，下面将对一种图像放大方法的具体过程进行详细的描述，请参阅图5，本发明实施例中提供的一种图像放大方法的另一个实施例包括：

201、预置用于放置图像的高频分量的高频分量缓冲区，预置用于放置图像的低频分量的低频分量缓冲区；

初始化两个缓冲区放置将要处理的超分辨率图像；初始化的两个缓冲区分别为高频分量和低频分量缓冲区。

202、通过预置的线程一、线程二、线程三并行处理所述图像；

初始化三个线程并行处理超分辨率图像；

线程一的操作步骤如图6所示：

通过小波包分解的方法获取所述图像的高频分量和低频分量；

获取所述图像的高频分量和低频分量后，继续获取所述图像的左上角区域高低频分量值X1、右上角区域高低频分量值X2、中间区域高低频分量值X3、右下角区域高低频分量值X4、左下角区域高低频分量值X5，设定阈值为M＝(X1+X2+X3+X4+X5)/5，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值。

线程一通过小波包分解的方法获取所述源图像的高频分量和低频分量，并且设定阀值实时获取高低频分量值；

设定阀值实时获取高低频分量值为：获取左上角区域某像素点高低频分量值为X1，右上角区域某像素点高低频分量值为X2，图像中间区域某像素点高低频分量值为X3，右下角区域为X4，左下角区域为X5，取这五个点的均值为最终阀值为M＝(X1+X2+X3+X4+X5)/5。

线程二的操作步骤如图7所示：

通过最邻近插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的高频分量进行像素插值处理，获取高频子图像。

线程三的操作步骤如图8所示：

通过最邻近插值算法、双线性插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的低频分量进行像素插值处理，获取低频子图像。

线程二和三分别对高频分量和低频分量图像进行放大处理；

所述图像放大装置通过第一插值算法对所述源图像的低频分量进行像素插值处理，获取低频子图像；所述图像放大装置通过第二插值算法对所述源图像的高频分量进行像素插值，所述第一插值算法包括：最邻近插值算法、双线性插值算法、立方卷积插值算法；所述第二插值算法包括：最邻近插值算法、立方卷积插值算法。

203、并行处理所述图像后，通过所述线程一调整所述图像高低频分量过渡区域阈值，通过所述线程二和所述线程三重新分类所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量，再通过算法处理所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量。

线程一在图像放大完成后通过实时检测异常像素点并且对异常像素点进行特殊处理。

在图像放大完成后，在高低频分量过渡区域不免会有一些明暗很明显的噪点需要处理，这时可以利用线程一调整阀值的大小，再通过线程二三重新分类高低频分量，再通过算法处理高低频分量以致达到噪点影响的最小化，观察放大后的效果。

请参阅图9，本发明实施例提供的一种图像放大装置的一个实施例包括：

预置单元301，用于预置分别用于放置图像的高频分量和低频分量的两个缓冲区；

处理单元302，用于通过预置的线程一单元、线程二单元、线程三单元并行处理所述图像；

其中所述线程一单元包括：

第一获取子单元，用于通过小波包分解的方法获取所述图像的高频分量和低频分量；

第二获取子单元，用于所述第一获取单元获取所述图像的高频分量和低频分量后，设定阈值，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值；

所述线程二单元包括：

第一放大子单元，用于对所述图像的高频分量进行放大处理；

所述线程三单元包括：

第二放大子单元，用于对所述图像的低频分量进行放大处理。

上面是对本发明实施例提供的一种图像放大装置各单元进行详细的描述，下面将对一种图像放大装置各附加单元进行详细的描述，请参阅图10，本发明实施例中提供的一种图像放大装置的另一个实施例包括：

预置单元401，用于预置分别用于放置图像的高频分量和低频分量的两个缓冲区；

预置单元401具体包括：

第一预置子单元4011，具体用于预置用于放置图像的高频分量的高频分量缓冲区；

第二预置子单元4012，具体用于预置用于放置图像的低频分量的低频分量缓冲区。

处理单元402，用于通过预置的线程一单元、线程二单元、线程三单元并行处理所述图像；

线程一单元包括：

第一获取子单元，用于通过小波包分解的方法获取所述图像的高频分量和低频分量；

第二获取子单元，具体用于所述第一获取单元获取所述图像的高频分量和低频分量后，继续获取所述图像的左上角区域高低频分量值X1、右上角区域高低频分量值X2、中间区域高低频分量值X3、右下角区域高低频分量值X4、左下角区域高低频分量值X5，设定阈值为M＝(X1+X2+X3+X4+X5)/5，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值。

线程二单元包括：

第一放大单元，具体用于通过最邻近插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的高频分量进行像素插值处理，获取高频子图像；

线程三单元包括：

第二放大单元，具体用于通过最邻近插值算法、双线性插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的低频分量进行像素插值处理，获取低频子图像。

异常处理单元403，用于所述处理单元402并行处理所述图像后，通过所述线程一单元调整所述图像高低频分量过渡区域阈值，通过所述线程二单元和所述线程三单元重新分类所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量，再通过算法处理所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量。

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，上述描述的系统，装置和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。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个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。

所述集成的单元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)执行本发明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，以上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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种图像放大方法，其特征在于，包括：

S1：预置分别用于放置图像的高频分量和低频分量的两个缓冲区；

S2：通过预置的线程一、线程二、线程三并行处理所述图像；

所述线程一的操作步骤为：

g1：通过小波包分解的方法获取所述图像的高频分量和低频分量；

g2：获取所述图像的高频分量和低频分量后，设定阈值，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值；

获取所述图像的高频分量和低频分量后，继续获取所述图像的左上角区域高低频分量值X1、右上角区域高低频分量值X2、中间区域高低频分量值X3、右下角区域高低频分量值X4、左下角区域高低频分量值X5，设定阈值为M＝(X1+X2+X3+X4+X5)/5，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值；

所述线程二的操作步骤为：

h1：对所述图像的高频分量进行放大处理；

所述线程三的操作步骤为：

h2：对所述图像的低频分量进行放大处理。

2.根据权利要求1所述的图像放大方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

预置用于放置图像的高频分量的高频分量缓冲区，预置用于放置图像的低频分量的低频分量缓冲区。

3.根据权利要求1所述的图像放大方法，其特征在于，

所述步骤h1具体包括：

通过最邻近插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的高频分量进行像素插值处理，获取高频子图像；

所述步骤h2具体包括：

通过最邻近插值算法、双线性插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的低频分量进行像素插值处理，获取低频子图像。

4.根据权利要求1所述的图像放大方法，其特征在于，所述步骤S2之后还包括：

并行处理所述图像后，通过所述线程一调整所述图像高低频分量过渡区域阈值，通过所述线程二和所述线程三重新分类所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量，再通过算法处理所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量。

5.一种图像放大装置，其特征在于，包括：

预置单元，用于预置分别用于放置图像的高频分量和低频分量的两个缓冲区；

处理单元，用于通过预置的线程一单元、线程二单元、线程三单元并行处理所述图像；

其中所述线程一单元包括：

第一获取子单元，用于通过小波包分解的方法获取所述图像的高频分量和低频分量；

第二获取子单元，用于所述第一获取单元获取所述图像的高频分量和低频分量后，设定阈值，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值；

所述第二获取子单元，具体用于所述第一获取单元获取所述图像的高频分量和低频分量后，继续获取所述图像的左上角区域高低频分量值X1、右上角区域高低频分量值X2、中间区域高低频分量值X3、右下角区域高低频分量值X4、左下角区域高低频分量值X5，设定阈值为M＝(X1+X2+X3+X4+X5)/5，实时获取所述图像的高频分量值和低频分量值；

所述线程二单元包括：

第一放大子单元，用于对所述图像的高频分量进行放大处理；

所述线程三单元包括：

第二放大子单元，用于对所述图像的低频分量进行放大处理。

6.根据权利要求5所述的一种图像放大装置，其特征在于，所述预置单元具体包括：

第一预置子单元，具体用于预置用于放置图像的高频分量的高频分量缓冲区；

第二预置子单元，具体用于预置用于放置图像的低频分量的低频分量缓冲区。

7.根据权利要求5所述的一种图像放大装置，其特征在于，

所述第一放大单元，具体用于通过最邻近插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的高频分量进行像素插值处理，获取高频子图像；

所述第二放大单元，具体用于通过最邻近插值算法、双线性插值算法、立方卷积插值算法对所述图像的低频分量进行像素插值处理，获取低频子图像。

8.根据权利要求5所述的一种图像放大装置，其特征在于，还包括：

异常处理单元，用于所述处理单元并行处理所述图像后，通过所述线程一单元调整所述图像高低频分量过渡区域阈值，通过所述线程二单元和所述线程三单元重新分类所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量，再通过算法处理所述图像高低频分量过渡区域的高低频分量。

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