图像处理方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及图像处理技术,尤其涉及一种图像处理方法及装置。
背景技术
图像处理的应用十分广泛,例如:在生物学、物理学,医学,工业,农业,军事,甚至广告,艺术,电影等领域,图像处理都有着举足轻重的作用。
其中,通过对低分辨率图像进行相应的处理得到高分辨率图像是图像处理的一个重要分支。现有技术中,通过对低分辨率图像采用插值算法得到高分辨率图像,例如:可以采用多项式插值算法,该多项式插值算法可以是双线性插值或者双三次插值算法等。
然而,这种多项式插值算法所实现的图像处理过程,对所有的像素点使用统一的核函数,忽视了图像多变的局部纹理,从而导致图像处理效果不佳。
发明内容
本发明实施例提供一种图像处理方法及装置,从而提高图像处理效果。
第一方面,本发明实施例提供一种图像处理方法,包括:
对第一图像采用插值算法得到第二图像,所述第二图像的分辨率高于所述第一图像的分辨率,所述第二图像包括多个插值像素点和多个非插值像素点;
确定以每个插值像素点为中心的第一局部窗口和以所述第一局部窗口中的每个插值像素点为中心的第二局部窗口,并在所述第一局部窗口中选择与所述第二局部窗口的相似度小于第一预设阈值的至少一个第三局部窗口;
根据每个第三局部窗口的中心点与所述每个第三局部窗口中的每个参考点在所述第二局部窗口中选择N个第一参考点,所述N为大于或者等于1的正整数;
确定以所述第一局部窗口中任一个非插值像素点为中心的第四局部窗口;
在所述第四局部窗口中选择与所述N个第一参考点对应的N个第二参考点,所述第二参考点为非插值像素点;
根据所述N个第二参考点和所述第四局部窗口的中心点,确定所述N个第一参考点分别对应的权重系数;
根据每个所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和每个所述第二局部窗口的N个第一参考点,更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
结合第一方面,在第一方面的第一种可能实施方式中,所述并在所述第二图像中选择与所述第二局部窗口的相似度小于第一预设阈值的至少一个第三局部窗口之前,还包括:
在第二图像中确定与所述第二局部窗口面积相同的局部窗口;
根据所述面积相同的局部窗口中的各个像素点的像素值与所述第二局部窗口对应位置像素点的像素值,确定所述面积相同的局部窗口与所述第二局部窗口的相似度。
结合第一方面或第一方面的第一种可能实施方式,在第一方面的第二种可能实施方式中,所述根据每个第三局部窗口的中心点与所述每个第三局部窗口中的每个参考点在所述第二局部窗口中选择N个第一参考点,包括:
根据每个第三局部窗口的中心点与所述每个第三局部窗口中的每个参考点确定所述第二局部窗口的中心点与所述第二局部窗口中的每个第一参考点的相关系数;
按照所述第二局部窗口中的每个第一参考点的相关系数由大到小的顺序,选择前N个第一参考点。
结合第一方面或第一方面的第一种可能实施方式,在第一方面的第三种可能实施方式中,所述根据所述N个第二参考点和所述第四局部窗口的中心点,确定所述N个第一参考点分别对应的权重系数,包括:
根据所述N个第二参考点和待确定的权重系数,估计所述第四局部窗口的中心点的像素值,得到估计像素值;
根据所述估计像素值与所述第四局部窗口的中心点的实际像素值确定所述待确定的权重系数,得到所述第二局部窗口的N个第一参考点分别对应的权重系数。
结合第一方面的第三种可能实施方式,在第一方面的第四种可能实施方式中,所述根据每个所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和每个所述第二局部窗口的N个第一参考点,更新所述第一局部窗口的中心点的像素值,包括:
根据所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和所述第二局部窗口的N个第一参考点,估计所述第二局部窗口的中心点的像素值;
根据每个所述第二局部窗口的中心点的估计值更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
结合第一方面,在第一方面的第五种可能实施方式中,还包括:
确定以所述第一局部窗口中的每个插值像素点为中心的第五局部窗口;
选择与所述第五局部窗口的相似度小于第二预设阈值的至少一个第六局部窗口;
确定与所述第五局部窗口中的每个插值像素点对应的所述至少一个第六局部窗口中的非插值像素点的像素值的平均值;
相应的,所述根据每个所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和每个所述第二局部窗口的N个第一参考点,更新所述第一局部窗口的中心点的像素值,包括:
根据每个所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数、每个所述第二局部窗口的N个第一参考点和所述非插值像素点的像素值的平均值,更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
结合第一方面的第五种可能实施方式,在第一方面的第六种可能实施方式中,所述根据每个所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数、每个所述第二局部窗口的N个第一参考点和所述非插值像素点的像素值的平均值,更新所述第一局部窗口的中心点的像素值,包括:
根据所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和所述第二局部窗口的N个第一参考点,估计所述第二局部窗口的中心点的像素值;
确定所述第二局部窗口的中心点的像素值的估计值与待确定的所述第二局部窗口的中心点的像素值的第一差值;
确定待确定的所述第五局部窗口的每个插值像素点与对应的所述非插值像素点的像素值的平均值的第二差值;
根据所述第一差值与所述第二差值更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
第二方面,本发明实施例提供一种图像处理装置,包括:
第一确定模块,用于对第一图像采用插值算法得到第二图像,所述第二图像的分辨率高于所述第一图像的分辨率,所述第二图像包括多个插值像素点和多个非插值像素点;
第二确定模块,用于确定以每个插值像素点为中心的第一局部窗口和以所述第一局部窗口中的每个插值像素点为中心的第二局部窗口,并在所述第二图像中选择与所述第二局部窗口的相似度小于第一预设阈值的至少一个第三局部窗口;
第一选择模块,用于根据每个第三局部窗口的中心点与所述每个第三局部窗口中的每个参考点在所述第二局部窗口中选择N个第一参考点,所述N为大于或者等于1的正整数;
第三确定模块,用于确定以所述第一局部窗口中任一个非插值像素点为中心的第四局部窗口;
第二选择模块,用于在所述第四局部窗口中选择与所述N个第一参考点对应的N个第二参考点,所述第二参考点为非插值像素点;
第四确定模块,用于根据所述N个第二参考点和所述第四局部窗口的中心点,确定所述N个第一参考点分别对应的权重系数;
更新模块,用于根据每个所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和每个所述第二局部窗口的N个第一参考点,更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
结合第二方面,在第二方面的第一种可能实施方式中,还包括:
第五确定模块,用于在第二图像中确定与所述第二局部窗口面积相同的局部窗口;
所述第五确定模块,还用于根据所述面积相同的局部窗口中的各个像素点的像素值与所述第二局部窗口对应位置像素点的像素值,确定所述面积相同的局部窗口与所述第二局部窗口的相似度。
结合第二方面或第二方面的第一种可能实施方式,在第二方面的第三种可能实施方式中,所述第一选择模块具体用于:
根据每个第三局部窗口的中心点与所述每个第三局部窗口中的每个参考点确定所述第二局部窗口的中心点与所述第二局部窗口中的每个第一参考点的相关系数;
按照所述第二局部窗口中的每个第一参考点的相关系数由大到小的顺序,选择前N个第一参考点。
结合第二方面或第二方面的第一种可能实施方式,在第二方面的第四种可能实施方式中,所述第四确定模块具体用于:
根据所述N个第二参考点和待确定的权重系数,估计所述第四局部窗口的中心点的像素值,得到估计像素值;
根据所述估计像素值与所述第四局部窗口的中心点的实际像素值确定所述待确定的权重系数,得到所述第二局部窗口的N个第一参考点分别对应的权重系数。
结合第二方面的第四种可能实施方式,在第二方面的第五种可能实施方式中,所述更新模块具体用于:
根据所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和所述第二局部窗口的N个第一参考点,估计所述第二局部窗口的中心点的像素值;
根据每个所述第二局部窗口的中心点的估计值更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
结合第二方面,在第二方面的第六种可能实施方式中,还包括:
第三选择模块,用于确定以所述第一局部窗口中的每个插值像素点为中心的第五局部窗口,选择与所述第五局部窗口的相似度小于第二预设阈值的至少一个第六局部窗口;
第六确定模块,用于确定与所述第五局部窗口中的每个插值像素点对应的所述至少一个第六局部窗口中的非插值像素点的像素值的平均值;
相应的,所述更新模块具体用于:
根据每个所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数、每个所述第二局部窗口的N个第一参考点和所述非插值像素点的像素值的平均值,更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
结合第二方面的第六种可能实施方式,在第二方面的第七种可能实施方式中,所述更新模块具体用于:
根据所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和所述第二局部窗口的N个第一参考点,估计所述第二局部窗口的中心点的像素值;
确定所述第二局部窗口的中心点的像素值的估计值与待确定的所述第二局部窗口的中心点的像素值的第一差值;
确定待确定的所述第五局部窗口的每个插值像素点与对应的所述非插值像素点的像素值的平均值的第二差值;
根据所述第一差值与所述第二差值更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
本发明实施例提供一种图像处理方法及装置,该方法包括:对第一图像采用插值算法得到第二图像;确定以每个插值像素点为中心的第一局部窗口和以所述每个插值像素点为中心的第二局部窗口,并在所述第二图像中选择与所述第二局部窗口的相似度小于第一预设阈值的至少一个第三局部窗口;根据每个第三局部窗口的中心点与所述每个第三局部窗口中的每个参考点在所述第二局部窗口中选择N个第一参考点;确定以所述第一局部窗口中任一个非插值像素点为中心的第四局部窗口,在所述第四局部窗口中选择N个第二参考点;根据在所述第四局部窗口中选择的N个第二参考点和所述第四局部窗口的中心点,确定所述第二局部窗口的N个第一参考点所对应的权重系数;根据所述第二局部窗口的N个第一参考点所对应的权重系数和所述第二局部窗口的N个第一参考点,更新第一局部窗口的中心点的像素值。其中,该方法针对第二局部窗口中的每个的插值像素点,通过每个第三局部窗口的中心点与所述每个第三局部窗口中的每个参考点在所述第二局部窗口中选择N个第一参考点,即根据第三局部窗口中心点和参考点的关系确定N个第一参考点,根据在所述第四局部窗口中选择的N个第二参考点和所述第四局部窗口的中心点,确定所述第二局部窗口的N个第一参考点所对应的权重系数;即根据第四局部窗口中选择的N个第二参考点和所述第四局部窗口的中心点确定N个第一参考点所对应的权重系数,整个方法将图像多变的局部纹理考虑在内,从而提高了图像处理效果。
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做一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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为本发明一实施例提供的图像处理方法的流程图;
图2为本发明一实施例提供的第二局部窗口中的参考点的编号示意图;
图3为本发明一实施例提供的第三局部窗口中的参考点的编号示意图;
图4为本发明一实施例提供的图像处理方法的流程图;
图5为本发明一实施例提供的第二局部窗口和至少一个第六局部窗口的示意图;
图6为本发明一实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图;
图7为本发明另一实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中多项式插值算法所实现的图像处理过程,所导致的图像处理效果不佳的问题,本发明实施例提供一种图像处理方法及装置,具体地,图1为本发明一实施例提供的图像处理方法的流程图,该方法的执行主体为图像处理装置,该装置可以是移动电话,计算机,数字广播终端,消息收发设备,游戏控制台,平板设备,医疗设备,健身设备,个人数字助理等,如图1所示,该方法包括如下步骤:
步骤S101:对第一图像采用插值算法得到第二图像;
其中,第二图像的分辨率高于所述第一图像的分辨率,所述第二图像包括多个插值像素点和多个非插值像素点,相对于非插值像素点,该插值像素点为高分辨率像素点;同样的,相对于插值像素点,该非插值像素点为低分辨率像素点。上述插值算法可以是双线性插值或者双三次插值算法等,以双三次插值算法为例进行说明:以待插值像素点P(x,y)为中心建立坐标系,邻近的四个低分辨率像素点的坐标分别为Q11(0,0),Q21(1,0),Q12(0,1),Q22(1,1),计算每个低分辨率像素点的像素值在水平方向的梯度、垂直方向的梯度以及先对水平方向求得梯度之后,再对垂直方向求梯度。待插值像素点的像素值通过如下公式计算:
其中,f(x,y)表示待插值像素点P(x,y)的像素值,x为P(x,y)在建立的坐标系中的横坐标,y为P(x,y)在建立的坐标系中的纵坐标,aij是通过每个低分辨率像素点的像素值在水平方向的梯度、垂直方向的梯度以及先对水平方向求得梯度之后,再对垂直方向求梯度得到的,具体确定方式与现有技术相同,在此不再赘述。
步骤S102:确定以每个插值像素点为中心的第一局部窗口和以第一局部窗口中的每个插值像素点为中心的第二局部窗口,并在第二图像中选择与第二局部窗口的相似度小于第一预设阈值的至少一个第三局部窗口;
其中,可选地,并在第二图像中选择与第二局部窗口的相似度小于第一预设阈值的至少一个第三局部窗口之前,还包括:在第二图像中确定与所述第二局部窗口面积相同的局部窗口;根据所述面积相同的局部窗口中的各个像素点的像素值与所述第二局部窗口对应位置像素点的像素值,确定所述面积相同的局部窗口与所述第二局部窗口的相似度。
具体地,通过公式T={W(P')|||f(W(P'))-f(W(P))||≤τ}确定第三局部窗口,其中,T表示所有满足条件的第三局部窗口构成的集合,W(P')表示以P'为中心,满足条件的第三局部窗口,f(W(P'))表示第三局部窗口中每个像素点的像素值构成的矩阵,W(P)表示以P为中心的第二局部窗口,f(W(P))表示第二局部窗口中每个像素点的像素值构成的矩阵,||·||表示求范数,这里可以是对f(W(P'))-f(W(P))求二范数或者F范数等,本发明实施例对此不做限制。τ表示第一预设阈值。
步骤S103:根据每个第三局部窗口的中心点与每个第三局部窗口中的每个参考点在第二局部窗口中选择N个第一参考点;
其中,N为大于或者等于1的正整数,本发明实施例所涉及的参考点,可以是中心点邻近的任意像素点,例如:假设第三局部窗口是一个矩形,则参考点可以是矩形的四个顶点和/或四个边上的中心点。其中,假设对第二局部窗口中的参考点的编号方式与对第三局部窗口中的参考点的编号方式相同。例如:图2为本发明一实施例提供的第二局部窗口中的参考点的编号示意图,图3为本发明一实施例提供的第三局部窗口中的参考点的编号示意图,如图2和如图3所示,第二局部窗口左上角的顶点编号为1,同样的,第三局部窗口左上角的顶点编号也为1。
可选地,根据每个第三局部窗口的中心点与每个第三局部窗口中的每个参考点在第二局部窗口中选择N个第一参考点,包括:根据每个第三局部窗口的中心点与每个第三局部窗口中的每个参考点确定第二局部窗口的中心点与第二局部窗口中的每个第一参考点的相关系数;按照第二局部窗口中的每个第一参考点的相关系数由大到小的顺序,选择前N个第一参考点。
具体地,根据每个第三局部窗口的中心点与每个第三局部窗口中的每个参考点确定第二局部窗口的中心点与第二局部窗口中的每个第一参考点的相关系数,通过如下公式计算:
Qm为第二局部窗口中的第m个参考点,Q'm为第三局部窗口中的第m个参考点,f(·)表示像素值,ρ(P,Qm)表示第二局部窗口的中心点与第二局部窗口中的第m个参考点的相关系数,M表示集合T所包括的元素个数。
步骤S104:确定以第一局部窗口中任一个非插值像素点为中心的第四局部窗口;
步骤S105:在第四局部窗口中选择与N个第一参考点对应的N个第二参考点,第二参考点为非插值像素点;
其中,第四局部窗口中选择与N个第一参考点对应的N个第二参考点,是指选择与第二局部窗口中编码相同的N个参考点,当所选择的参考点为差值像素点时,则按照编号顺序找下一个参考点,直到该参考点为非插值像素点位置。
步骤S106:根据N个第二参考点和第四局部窗口的中心点,确定N个第一参考点分别对应的权重系数;
可选地,所述根据所述N个第二参考点和所述第四局部窗口的中心点,确定所述N个第一参考点分别对应的权重系数,包括:根据在所述第四局部窗口中选择的N个第二参考点和待确定的权重系数,估计所述第四局部窗口的中心点的像素值,得到估计像素值;根据所述估计像素值与所述第四局部窗口的中心点的实际像素值确定所述待确定的权重系数,得到所述第二局部窗口的N个第一参考点所对应的权重系数。
具体地,通过如下公式确定第二局部窗口的N个第一参考点所对应的权重系数:
其中,W表示第一局部窗口,
表示对W中的所有第四局部窗口都计算
并对
求和,f(P')表示第四局部窗口的中心点的实际像素值,
表示第四局部窗口的中心点的估计像素值,f(Q′
i)表示在该第四局部窗口中所选择的N个第二参考点中的第i个参考点的像素值,φ
i表示第二局部窗口的N个第二参考点中的第i个参考点所对应的权重系数,通过该公式可以求得φ
i,i=1,2…N。
步骤S107:根据每个第二局部窗口的N个第一参考点分别对应的权重系数和每个第二局部窗口的N个第一参考点,更新第一局部窗口的中心点的像素值。
一种可选方式:根据所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和所述第二局部窗口的N个第一参考点,估计所述第二局部窗口的中心点的像素值;根据每个所述第二局部窗口的中心点的估计值更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
具体地,通过公式
更新所述每个插值像素点的像素值;其中,W表示第一局部窗口,
表示对W中的所有第二局部窗口都计算
并对
求和,f(P
j)表示第二局部窗口的中心点P
j的像素值,
表示f(P
j)对应的系数,该系数可以根据实际情况预先设定,f(Q
ji)表示P
j对应的N个第一参考点中的第i个参考点的像素值,φ
ji表示该第i个参考点所对应的权重系数。
另一种可选方式:确定以所述第一局部窗口中的每个插值像素点为中心的第五局部窗口;选择与所述第五局部窗口的相似度小于第二预设阈值的至少一个第六局部窗口;确定与所述第五局部窗口中的每个插值像素点对应的所述至少一个第六局部窗口中的非插值像素点的像素值的平均值;相应的,所述根据每个所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和每个所述第二局部窗口的N个第一参考点,更新所述第一局部窗口的中心点的像素值,包括:根据每个所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数、每个所述第二局部窗口的N个第一参考点和所述非插值像素点的像素值的平均值,更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
本发明实施例提供一种图像处理方法,包括:对第一图像采用插值算法得到第二图像;确定以每个插值像素点为中心的第一局部窗口和以所述每个插值像素点为中心的第二局部窗口,并在所述第二图像中选择与所述第二局部窗口的相似度小于第一预设阈值的至少一个第三局部窗口;根据每个第三局部窗口的中心点与所述每个第三局部窗口中的每个参考点在所述第二局部窗口中选择N个第一参考点;确定以所述第一局部窗口中任一个非插值像素点为中心的第四局部窗口,在所述第四局部窗口中选择N个第二参考点;根据在所述第四局部窗口中选择的N个第二参考点和所述第四局部窗口的中心点,确定所述第二局部窗口的N个第一参考点所对应的权重系数;根据所述第二局部窗口的N个第一参考点所对应的权重系数和所述第二局部窗口的N个第一参考点,更新第一局部窗口的中心点的像素值。其中,该方法针对第二局部窗口中的每个的插值像素点,通过每个第三局部窗口的中心点与所述每个第三局部窗口中的每个参考点在所述第二局部窗口中选择N个第一参考点,即根据第三局部窗口中心点和参考点的关系确定N个第一参考点,根据在所述第四局部窗口中选择的N个第二参考点和所述第四局部窗口的中心点,确定所述第二局部窗口的N个第一参考点所对应的权重系数;即根据第四局部窗口中选择的N个第二参考点和所述第四局部窗口的中心点确定N个第一参考点所对应的权重系数,整个方法将图像多变的局部纹理考虑在内,从而提高了图像处理效果。
针对上述步骤S107的第二种可选方式,对图像处理方法进行进一步的说明,具体地,图4为本发明一实施例提供的图像处理方法的流程图,该方法的执行主体为图像处理装置,该装置可以是移动电话,计算机,数字广播终端,消息收发设备,游戏控制台,平板设备,医疗设备,健身设备,个人数字助理等,如图4所示,该方法包括如下步骤:
步骤S401:对第一图像采用插值算法得到第二图像;
步骤S402:确定以每个插值像素点为中心的第一局部窗口和以第一局部窗口中的每个插值像素点为中心的第二局部窗口,并在第二图像中选择与第二局部窗口的相似度小于第一预设阈值的至少一个第三局部窗口;
步骤S403:根据每个第三局部窗口的中心点与每个第三局部窗口中的每个参考点在第二局部窗口中选择N个第一参考点;
步骤S404:确定以第一局部窗口中任一个非插值像素点为中心的第四局部窗口;
步骤S405:在第四局部窗口中选择与N个第一参考点对应的N个第二参考点,第二参考点为非插值像素点;
步骤S406:根据N个第二参考点和第四局部窗口的中心点,确定N个第一参考点分别对应的权重系数;
其中,步骤S401至步骤S406与步骤S101至步骤S106相同,在此不再赘述。
步骤S407:确定以第一局部窗口中的每个插值像素点为中心的第五局部窗口;
步骤S408:选择与所述第五局部窗口的相似度小于第二预设阈值的至少一个第六局部窗口;
其中,第五局部窗口的面积大于上述第二局部窗口的面积,并且小于第一局部窗口的面积。具体地,通过如下公式在第一局部窗口中选择与第五局部窗口的相似度小于第二预设阈值的至少一个第六局部窗口:
其中,T表示所有满足条件的第六局部窗口构成的集合,W(P')表示以P'为中心,满足条件的第六局部窗口,f(W(P'))表示第六局部窗口中每个像素点的像素值构成的矩阵,W(P)表示以P为中心的第五局部窗口,f(W(P))表示第五局部窗口中每个像素点的像素值构成的矩阵,
表示第六局部窗口中每个像素点的像素值的梯度构成的矩阵,
表示第五局部窗口中每个像素点的像素值的梯度构成的矩阵,||·||表示求范数,这里可以是对f(W(P'))-f(W(P))求二范数或者F范数等,本发明实施例对此不做限制。ξ表示第二预设阈值。
步骤S409:确定与第五局部窗口中的每个插值像素点对应的至少一个第六局部窗口中的非插值像素点的像素值的平均值;
其中,假设第五局部窗口与第六局部窗口的编码方式相同,因此,所谓“对应的”,第六局部窗口中与第五局部窗口中心点编号相同的像素点,图5为本发明一实施例提供的第五局部窗口和至少一个第六局部窗口的示意图,如图5所示,第五局部窗口的每个插值像素点所对应的第六局部窗口的像素点可以是插值像素点或者是非插值像素点,其中图5中所示的空心像素点为非插值像素点,实心像素点为插值像素点。
步骤S410:根据每个第二局部窗口的N个第一参考点分别对应的权重系数、每个第二局部窗口的N个第一参考点和非插值像素点的像素值的平均值,更新第一局部窗口的中心点的像素值。
可选地,根据第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和所述第二局部窗口的N个第一参考点,估计第二局部窗口的中心点的像素值;确定第二局部窗口的中心点的像素值的估计值与待确定的第二局部窗口的中心点的像素值的第一差值;确定待确定的所述第五局部窗口的每个插值像素点与对应的所述非插值像素点的像素值的平均值的第二差值;根据所述第一差值与所述第二差值更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
f(P
j)表示第二局部窗口的中心点P
j的像素值,
表示f(P
j)对应的系数,该系数可以根据实际情况预先设定,f(Q
ji)表示P
j对应的N个第一参考点中的第i个参考点的像素值,φ
ji表示该第i个参考点所对应的权重系数,并对第一差值加权就和,得到公式
其中,W表示第一局部窗口,
表示对W中的所有第二局部窗口都计算
并对
求和;
f(Pj)表示第五局部窗口的插值像素点Pj的像素值,f(P′ji)表示Pj对应的第六局部窗口中的非差值像素点P′ji的像素值,Mj表示Pj对应的第六局部窗口中的非差值像素点P′ji的个数;
最后,令
和
的和最小,求得第一局部窗口的中心点的像素值,并更新该中心点的像素值。
本发明实施例在上一实施例的基础上,进一步地,通过在第一局部窗口中选择与第五局部窗口的相似度小于第二预设阈值的至少一个第六局部窗口,确定与每个插值像素点对应的所述至少一个第六局部窗口中的非插值像素点的像素值的加权平均值,最终,根据第二局部窗口的N个第一参考点所对应的权重系数、第二局部窗口的N个第一参考点和所述非插值像素点的像素值的加权平均值,第一局部窗口的中心点的像素值。整个方法将图像多变的局部纹理考虑在内,从而提高了图像处理效果。
图6为本发明一实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图,如图6所示,该装置包括:
第一确定模块61,用于对第一图像采用插值算法得到第二图像,所述第二图像的分辨率高于所述第一图像的分辨率,所述第二图像包括多个插值像素点和多个非插值像素点;
第二确定模块62,用于确定以每个插值像素点为中心的第一局部窗口和以所述第一局部窗口中的每个插值像素点为中心的第二局部窗口,并在第二图像中选择与所述第二局部窗口的相似度小于第一预设阈值的至少一个第三局部窗口;
第一选择模块63,用于根据每个第三局部窗口的中心点与所述每个第三局部窗口中的每个参考点在所述第二局部窗口中选择N个第一参考点,所述N为大于或者等于1的正整数;
第三确定模块64,用于确定以所述第一局部窗口中任一个非插值像素点为中心的第四局部窗口;
第二选择模块65,用于在所述第四局部窗口中选择与所述N个第一参考点对应的N个第二参考点,所述第二参考点为非插值像素点;
第四确定模块66,用于根据所述N个第二参考点和所述第四局部窗口的中心点,确定所述N个第一参考点分别对应的权重系数;
更新模块67,用于根据每个所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和每个所述第二局部窗口的N个第一参考点,更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
本实施例的图像处理装置,可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
基于上一实施例的基础,进一步地,图7为本发明另一实施例提供的一种图像处理装置的结构示意图,如图7所示,该装置还包括:
第五确定模块68,用于在第二图像中确定与所述第二局部窗口面积相同的局部窗口;
所述第五确定模块68,还用于根据所述面积相同的局部窗口中的各个像素点的像素值与所述第二局部窗口对应位置像素点的像素值,确定所述面积相同的局部窗口与所述第二局部窗口的相似度。
可选地,所述第一选择模块63具体用于:根据每个第三局部窗口的中心点与所述每个第三局部窗口中的每个参考点确定所述第二局部窗口的中心点与所述第二局部窗口中的每个第一参考点的相关系数;
按照所述第二局部窗口中的每个第一参考点的相关系数由大到小的顺序,选择前N个第一参考点。
可选地,所述第四确定模块66具体用于:根据所述N个第二参考点和待确定的权重系数,估计所述第四局部窗口的中心点的像素值,得到估计像素值;
根据所述估计像素值与所述第四局部窗口的中心点的实际像素值确定所述待确定的权重系数,得到所述第二局部窗口的N个第一参考点分别对应的权重系数。
可选地,所述更新模块67具体用于:根据所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和所述第二局部窗口的N个第一参考点,估计所述第二局部窗口的中心点的像素值;
根据每个所述第二局部窗口的中心点的估计值更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
可选地,还包括:第三选择模块69,用于确定以所述第一局部窗口中的每个插值像素点为中心的第五局部窗口,选择与所述第五局部窗口的相似度小于第二预设阈值的至少一个第六局部窗口;
第六确定模块70,用于确定与所述第五局部窗口中的每个插值像素点对应的所述至少一个第六局部窗口中的非插值像素点的像素值的平均值;
相应的,所述更新模块67具体用于:根据每个所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数、每个所述第二局部窗口的N个第一参考点和所述非插值像素点的像素值的平均值,更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
可选地,所述更新模块67具体用于:根据所述第二局部窗口的所述N个第一参考点分别对应的权重系数和所述第二局部窗口的N个第一参考点,估计所述第二局部窗口的中心点的像素值;确定所述第二局部窗口的中心点的像素值的估计值与待确定的所述第二局部窗口的中心点的像素值的第一差值;确定待确定的所述第五局部窗口的每个插值像素点与对应的所述非插值像素点的像素值的平均值的第二差值;根据所述第一差值与所述第二差值更新所述第一局部窗口的中心点的像素值。
本实施例的图像处理装置,可以用于执行图1及图2所示方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围。