CN106780340A - 一种图像放大方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于图像处理技术领域，提供了一种图像放大方法及装置，所述方法包括：读取第一图像中的边缘像素点，并读边缘像素点在第一图像中的位置坐标；利用预设图像放大算法对第一图像进行预设比例放大，得到第二图像；通过预设比例及位置坐标，计算边缘像素点在第二图像中相应的位置区域，并将边缘像素点复制至位置区域相应的位置，得到第三图像。在图像放大后再将边缘像素点复制至图像，使得非边缘像素点在放大时不扩散到相邻的边缘像素点，不会影响边缘像素点的清晰显示，保证了放大后的图像的质量。

Description

一种图像放大方法及装置

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种图像放大方法及装置。

背景技术

电视等显示终端的显示屏幕越来越大，4K、8K等高分辨率也日渐普及，但由于传输带宽的限制以及摄像设备本身的特性，输入的原始视频的图像通常要小于显示终端的分辨率，因此，如何更好地对低分辨率的图像进行放大是一个亟待解决的问题。

边缘像素点指其周围像素灰度急剧变化的象素点，存在于目标、背景和区域之间，是图像最基本的特征，也是图像分割所依赖的最重要的依据。由于边缘像素点是位置的标志，对灰度的变化不敏感，因此，边缘像素点是图像放大时重要的特征。

在现有技术中，一般直接利用图像插值算法对低分辨率的图像进行放大，但使用图像插值算法放大图像，会使得非边缘像素点扩散至相邻的边缘像素点，使图像中的边缘像素点变得模糊，严重影响图像的质量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种图像放大方法及装置，以解决现有技术中直接利用图像插值算法对图像进行放大，使边缘像素点变得模糊，影响图像质量的问题。

第一方面，提供了一种图像放大方法，包括：

读取第一图像中的边缘像素点，并读取所述边缘像素点在所述第一图像中的位置坐标；

利用预设图像放大算法对所述第一图像进行预设比例放大，得到第二图像；

通过所述预设比例及所述位置坐标，计算所述边缘像素点在所述第二图像中相应的位置区域，并将所述边缘像素点复制至所述位置区域相应的位置，得到第三图像。

第二方面，提供了一种图像放大装置，包括：

读取单元，用于读取第一图像中的边缘像素点，并读取所述边缘像素点在所述第一图像中的位置坐标；

放大单元，用于利用预设图像放大算法对所述第一图像进行预设比例放大，得到第二图像；

复制单元，用于通过所述预设比例及所述位置坐标，计算所述边缘像素点在所述第二图像中相应的位置区域，并将所述边缘像素点复制至所述位置区域相应的位置，得到第三图像。

在本发明中，读取第一图像中的边缘像素点及相应坐标位置，并根据预设比例和坐标位置计算边缘像素点的位置区域，最后案子位置区域将边缘像素点复制到放大后的第二图像中，得到最终的放大后的第三图像。在图像放大后再将边缘像素点复制至图像，使得非边缘像素点在放大时不会扩散到相邻的边缘像素点，不会影响边缘像素点的清晰显示，保证了放大后的图像的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的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1中图像放大方法的一流程图；

图2是本发明实施例2中图像放大方法的一流程图；

图3是本发明实施例3中图像放大装置的一结构框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明提供了一种图像放大方法，该方法包括：读取第一图像中的边缘像素点，并读取所述边缘像素点在所述第一图像中的位置坐标；利用预设图像放大算法对所述第一图像进行预设比例放大，得到第二图像；通过所述预设比例及所述位置坐标，计算所述边缘像素点在所述第二图像中相应的位置区域，并将所述边缘像素点复制至所述位置区域相应的位置，得到第三图像。

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。

图1示出了本发明实施例一提供的图像放大方法的实现流程，详述如下：

步骤S101，读取第一图像中的边缘像素点，并读取所述边缘像素点在所述第一图像中的位置坐标。

本实施例进行图像放大时的首要步骤，读取第一图像中的边缘像素点，此时，不仅要读取边缘像素点在第一图像中的位置坐标，还需读取边缘像素点的色彩相关的属性信息，如边缘像素点对应的色彩和亮度等，以便后续将边缘像素点复制至放大后的第二图像。

在读取第一图像中的边缘像素点时，可采用现有的一些图像边缘提取方法来进行边缘像素点提取，如小波变换等，由于该部分采用的是现有技术，本说明书不做详述。

步骤S102，利用预设图像放大算法对所述第一图像进行预设比例放大，得到第二图像。对第一图像进行放大时所选用的预设图像放大算法，并无特殊要求，现有常见的图像放大算法皆可作为预设图像放大算法，如常见的图像插值算法等。

步骤S103，通过所述预设比例及所述位置坐标，计算所述边缘像素点在所述第二图像中相应的位置区域，并将所述边缘像素点复制至所述位置区域相应的位置，得到第三图像。

由于第二图像是放大后的第一图像，第一图像中每个像素点都会被扩充成为一个对应的像素集合，如预设比例为水平放大倍数及垂直放大倍数均为2时，即第一图像面积将被放大4倍，此时，第一图像中一个像素点在第二图像中将有对应的4个像素点，而这4个像素点便是第一图像中该像素点对应的像素集合，这4像素点所处的位置坐标区域的集合，即为第一图像中该像素点相应的位置区域。相应地，此时在复制边缘像素点时，需要将每个边缘像素点复制4个边缘像素点至相应的位置区域中。

在计算边缘像素点的位置区域时，必须知道其初始坐标位置(即在第一图像中的位置坐标)，并根据预设比例对初始位置坐标进行处理计算，最终获取到在第二图像中相应的位置区域。在计算位置区域是所采用的计算方法并无限定，凡是能满足根据初始坐标位置和预设比例能计算得到位置区域的方法，均可采用。

作为步骤S102的一个优选实施例2，包括：

步骤S201，剔除所述第一图像中的所述边缘像素点，得到第四图像。

步骤S202，利用所述预设图像放大算法对所述第四图像进行所述预设比例放大，得到所述第二图像。

对于本发明权利要求1中的图像放大方法中，步骤S102中提出的放大第一图像的方案，存在两种可能的具体实现方案，分别为：

1、直接对第一图像进行放大得到第二图像，后续再将边缘像素点复制替代第二图像中位置区域相应的边缘像素点，因此，本方法中，复制边缘像素点之前，位置区域内已经含有由预设图像放大算法处理生成的边缘像素点。

2、剔除第一图像中的边缘像素点后，再将第一图像进行放大得到第二图像，后续将边缘像素点复制到第二图像中位置区域相应的位置，此时，在复制边缘像素点之前，位置区域内没有任何边缘像素点。

将方案1与方案2相比较，在方案1中，由于没有剔除边缘像素点，在对于边缘像素点相邻的非边缘像素点进行预设图像放大算法处理时，生成非边缘像素点可能会受到与其相邻的边缘像素点的影响，如当边缘像素点与相邻的非边缘像素点灰度差极大时，生成的非边缘像素点灰度会偏向两者的中间值，所以方案1虽然也可以实现对第一图像的放大，但存在的缺陷较大。在方案2中，由于已经剔除了第一图像中的边缘像素点，因此，在进行第一图像放大时，非边缘像素点不可能受到边缘像素点的影响，即放大生成的非边缘像素点更加准确可靠。作为本发明的优选实施例2，在本实施例中选用方案2来进行第一图像放大。

作为步骤S102中预设图像放大算法的一个具体实施例，可以图像插值算法作为预设图像放大算法。图像插值算法为本领域常见的图像放大算法，因此本说明书中不予详述。

作为步骤S103的一个具体实施例，包括：

所述位置区域包括横坐标区域及纵坐标区域，其中所述横坐标区域为所述边缘像素点在所述第二图像中横坐标的取值区域范围，所述纵坐标区域为所述边缘像素点在所述第二图像中纵坐标的取值区域范围。位置区域其实质是边缘像素点在第二图像中所处位置坐标区域的集合，每个边缘像素点都会对应有一个的具体坐标。

根据所述预设比例中的水平放大倍数及所述位置坐标中的横坐标位置，计算所述边缘像素点在所述第二图像中的横坐标位置区域。根据所述预设比例中的垂直放大倍数及所述位置坐标中的纵坐标位置，计算所述边缘像素点在所述第二图像中的纵坐标位置区域

作为步骤S103的一个具体实施例，包括：

本实施例中，设所述水平放大倍数为a、所述垂直放大倍数为b以及所述位置坐标为(x1，y1)，此时：

所述横坐标位置区域为[(a*x1-a+1)，a*x1]，所述纵坐标位置区域为[(b*y1-b+1)，b*y1]。

所述位置区域为所述横坐标位置区域与所述纵坐标位置区域在坐标系中的区域交集。

对于位置坐标为(x1，y1)的边缘像素点而言，其横坐标位于x1列上，纵坐标位于y1行中，其区域交集为(x1，y1)这个点。当对第一图像水平放大a倍，垂直放大放大b倍时，其区域交集也会从(x1，y1)这个点变为一个位置区域，而该位置区域的横坐标位置区域及纵坐标位置区域，也可以由数学推导得出，如本实施例中列出的[(a*x1-a+1)，a*x1]及[(b*y1-b+1)，b*y1]表达式。

本实施中，读取第一图像中的边缘像素点及相应坐标位置，将第一图像中的边缘像素点进行剔除后放大，并根据表达式[(a*x1-a+1)，a*x1]及[(b*y1-b+1)，b*y1]计算边缘像素点的位置区域，最后按照位置区域将边缘像素点复制到放大后的第二图像中，得到最终的放大后的第三图像。将第一图像中的边缘像素点进行剔除后放大，有效的预防了图像放大时边缘像素点对生成的非边缘像素点产生影响，而在图像放大后再将边缘像素点复制至图像，使得非边缘像素点在放大时无法扩散到相邻的边缘像素点，不会影响边缘像素点的清晰显示，保证了放大后的图像的质量。

对应于上文实施例所述的图像放大方法，图3示出了本发明实施例3提供的图像放大装置的结构框图。

参照图3，该装置包括：

读取单元31，用于读取第一图像中的边缘像素点，并读取所述边缘像素点在所述第一图像中的位置坐标。

放大单元32，用于利用预设图像放大算法对所述第一图像进行预设比例放大，得到第二图像。

复制单元33，用于通过所述预设比例及所述位置坐标，计算所述边缘像素点在所述第二图像中相应的位置区域，并将所述边缘像素点复制至所述位置区域相应的位置，得到第三图像。

进一步地，所述放大单元32，包括：

剔除子单元，用于剔除所述第一图像中的所述边缘像素点，得到第四图像。

放大子单元，用于利用所述预设图像放大算法对所述第四图像进行所述预设比例放大，得到所述第二图像。

进一步地，所述预设图像放大算法包括图像插值算法。

进一步地，所述复制单元33，包括：

所述位置区域包括横坐标区域及纵坐标区域，其中所述横坐标区域为所述边缘像素点在所述第二图像中横坐标的取值区域范围，所述纵坐标区域为所述边缘像素点在所述第二图像中纵坐标的取值区域范围；

横坐标计算子单元，用于根据所述预设比例中的水平放大倍数及所述位置坐标中的横坐标位置，计算所述边缘像素点在所述第二图像中的横坐标位置区域；

纵坐标计算子单元，用于根据所述预设比例中的垂直放大倍数及所述位置坐标中的纵坐标位置，计算所述边缘像素点在所述第二图像中的纵坐标位置区域。

进一步地，设所述水平放大倍数为a、所述垂直放大倍数为b以及所述位置坐标为(x1，y1)，所述系统，包括：

所述横坐标位置区域为[(a*x1-a+1)，a*x1]，所述纵坐标位置区域为[(b*y1-b+1)，b*y1]。

所述位置区域为所述横坐标位置区域与所述纵坐标位置区域在坐标系中的区域交集。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

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，上述描述的装置、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，所揭露的装置、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装置，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。

所述功能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-Only Memory)、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各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种图像放大方法，其特征在于，包括：

读取第一图像中的边缘像素点，并读取所述边缘像素点在所述第一图像中的位置坐标；

利用预设图像放大算法对所述第一图像进行预设比例放大，得到第二图像；

通过所述预设比例及所述位置坐标，计算所述边缘像素点在所述第二图像中相应的位置区域，并将所述边缘像素点复制至所述位置区域相应的位置，得到第三图像。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述利用预设图像放大算法对所述第一图像进行预设比例放大，得到第二图像，包括：

剔除所述第一图像中的所述边缘像素点，得到第四图像；

利用所述预设图像放大算法对所述第四图像进行所述预设比例放大，得到所述第二图像。

3.如权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述预设图像放大算法包括图像插值算法。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述通过所述预设比例及所述位置坐标，计算所述边缘像素点在所述第二图像中相应的位置区域，包括：

所述位置区域包括横坐标区域及纵坐标区域，其中所述横坐标区域为所述边缘像素点在所述第二图像中横坐标的取值区域范围，所述纵坐标区域为所述边缘像素点在所述第二图像中纵坐标的取值区域范围；

根据所述预设比例中的水平放大倍数及所述位置坐标中的横坐标位置，计算所述边缘像素点在所述第二图像中的横坐标位置区域；

根据所述预设比例中的垂直放大倍数及所述位置坐标中的纵坐标位置，计算所述边缘像素点在所述第二图像中的纵坐标位置区域。

5.如权利要求4所述方法，其特征在于，设所述水平放大倍数为a、所述垂直放大倍数为b以及所述位置坐标为(x1，y1)，所述方法，包括：

所述横坐标位置区域为[(a*x1-a+1)，a*x1]，所述纵坐标位置区域为[(b*y1-b+1)，b*y1]；

所述位置区域为所述横坐标位置区域与所述纵坐标位置区域在坐标系中的区域交集。

6.一种图像放大系统，其特征在于，包括：

读取单元，用于读取第一图像中的边缘像素点，并读取所述边缘像素点在所述第一图像中的位置坐标；

放大单元，用于利用预设图像放大算法对所述第一图像进行预设比例放大，得到第二图像；

复制单元，用于通过所述预设比例及所述位置坐标，计算所述边缘像素点在所述第二图像中相应的位置区域，并将所述边缘像素点复制至所述位置区域相应的位置，得到第三图像。

7.如权利要求6所述系统，其特征在于，所述放大单元，包括：

剔除子单元，用于剔除所述第一图像中的所述边缘像素点，得到第四图像；

放大子单元，用于利用所述预设图像放大算法对所述第四图像进行所述预设比例放大，得到所述第二图像。

8.如权利要求6或7所述系统，其特征在于，所述预设图像放大算法包括图像插值算法。

9.如权利要求6所述系统，其特征在于，所述复制单元，包括：

所述位置区域包括横坐标区域及纵坐标区域，其中所述横坐标区域为所述边缘像素点在所述第二图像中横坐标的取值区域范围，所述纵坐标区域为所述边缘像素点在所述第二图像中纵坐标的取值区域范围；

横坐标计算子单元，用于根据所述预设比例中的水平放大倍数及所述位置坐标中的横坐标位置，计算所述边缘像素点在所述第二图像中的横坐标位置区域；

纵坐标计算子单元，用于根据所述预设比例中的垂直放大倍数及所述位置坐标中的纵坐标位置，计算所述边缘像素点在所述第二图像中的纵坐标位置区域。

10.如权利要求9所述系统，其特征在于，设所述水平放大倍数为a、所述垂直放大倍数为b以及所述位置坐标为(x1，y1)，所述系统，包括：

所述横坐标位置区域为[(a*x1-a+1)，a*x1]，所述纵坐标位置区域为[(b*y1-b+1)，b*y1]；

所述位置区域为所述横坐标位置区域与所述纵坐标位置区域在坐标系中的区域交集。