TWI758630B - 圖像縮放方法和裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種圖像縮放方法和裝置，在計算每個新像素點的亮度值和色度值時，利用新像素點和對應的參考像素點的相對位置關係計算位置係數，然後結合這個新像素點對應的參考像素點的亮度差異情況，對所述位置係數進行調整得到插值係數，最後根據所述插值係數和所述參考像素點的亮度和色度值計算這個新像素點的亮度值和色度值，從而避免了現有縮放技術中，計算插值係數時只考慮相對位置關係導致的縮放後圖像失真的問題。

Description

圖像縮放方法和裝置

本發明要求於2018年11月16日提交中國專利局、申請號為201811367222.1、發明名稱為“圖像縮放方法和裝置”的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本發明中。

本發明涉及多媒體技術領域，尤其涉及一種圖像縮放方法和裝置。

圖像縮放是指，利用待縮放的圖像原有的像素點，確定多個新像素點，然後在待縮放圖像的特定位置插入這些新像素點，或者用這些新像素點替換特定的部分原像素點，從而調整圖像的解析度，使圖像解析度與顯示裝置的解析度相匹配的一種技術。其中，新像素點在圖像中的位置可以根據縮放比例確定。

現有的圖像縮放技術，在確定新像素點的位置後，針對每一個新像素點，選取多個相鄰的原像素點作為參考像素點，然後根據新像素點和對應的參考像素點的相對位置為每個參考像素點確定一個插值係數，進而利用插值係數和參考像素點的亮度值計算新像素點的亮度值，最後根據新像素點的亮度值確定新像素點。

現有技術的缺點在於，僅僅根據新像素點和原像素點的相對位置確定插值係數，並未考慮新像素點所在區域的細節的豐富程度，而採用相同強度的插值方式，導致新像素點與周圍的原像素點的亮度存在明顯差異，縮放後的圖像細節紋理區域失真嚴重。

基於上述現有技術的不足，本發明提出一種圖像縮放方法和 裝置，以解決縮放後的圖片和視頻細節紋理區域嚴重失真的問題。

為解決上述問題，現提出的方案如下：本發明第一方面公開了一種圖像縮放的方法，包括：確定待縮放圖像中的多個待生成像素點的位置；針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點之間的亮度差異，以及所述待生成像素點和所述參考像素點的相對位置，確定所述待生成像素點對應的參考像素點的插值係數；其中，所述參考像素點的亮度差異是指：所述參考像素點與特定像素點的亮度差異；所述參考像素點是所述待縮放圖像中以所述待生成像素點為中心的預設範圍內的原像素點；所述特定像素點是所述待縮放圖像中以所述參考像素點為中心的預設範圍內的原像素點；根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點及其插值係數確定每一個所述待生成像素點；將每一個所述待生成像素點插入所述待縮放圖像，得到縮放後的圖像。

可選的，所述根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點及其插值係數確定所述待生成像素點，包括：根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點的插值係數、亮度值和色度值計算所述待生成像素點的亮度值和色度值；根據所述待生成像素點的亮度值和色度值確定所述待生成像素點。

可選的，所述將每一個所述待生成像素點插入所述待縮放圖像，得到縮放後的圖像，包括：採用所述待生成像素點替換所述待縮放圖像中的對應參考像素點，得到所述縮放後的圖像；或者，在所述待縮放圖像中增加所述待生成像素點，得到縮放後的圖像。

可選的，所述針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的亮度差異，以及所述待生成像素點和所述參考像素點的相對位置，確定所述待生成像素點對應的參考像素點的插值係數，包括： 針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的亮度差異確定所述參考像素點的判決指標；根據所述參考像素點的判決指標確定優化係數；利用垂直位置係數、水準位置係數和所述優化係數計算所述參考像素的插值係數；其中，所述垂直位置係數和所述水準位置係數根據所述待生成像素點和對應參考像素點的相對位置計算得到。

可選的，所述針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的亮度差異確定所述參考像素點的判決指標，包括：針對每一個所述待生成像素點的每一個參考像素點，以該參考像素為中心點確定一個由原像素點組成的n階方陣，所述n為大於1且小於7的奇數；分別計算所述方陣中每個原像素點的亮度值和所述參考像素點的亮度值差的絕對值，得到所述參考點與所述方陣中每個原像素點的亮度差異；根據所述方陣中，所述亮度差異大於預設的閾值的原像素點的數量確定所述參考像素點的判決指標。

本發明第二方面公開了一種圖像縮放裝置，包括：位置獲取單元，用於確定待縮放圖像中的多個待生成像素點的位置；係數獲取單元，針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的亮度差異，以及所述待生成像素點和所述參考像素點的相對位置，確定所述待生成像素點對應的參考像素點的插值係數；其中，所述參考像素點的亮度差異是指：所述參考像素點與特定像素點的亮度差異；所述參考像素點是所述待縮放圖像中以所述待生成像素點為中心的預設範圍內的原像素點；所述特定像素點是所述待縮放圖像中以所述參考像素點為中心的預設範圍內的原像素點；待生成像素點獲取單元，用於根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點及其插值係數確定每一個所述待生成像素點的亮度值； 插入單元，用於每一個所述待生成像素點插入所述待縮放圖像，得到縮放後的圖像。

可選的，所述插入單元包括：像素點替換單元，用於將所述待縮放圖像中的對應參考像素點替換成所述待生成像素點，得到所述縮放後的圖像；像素點增加單元，用於在所述待縮放圖像中增加所述待生成像素點，得到縮放後的圖像。

可選的，所述待生成像素點獲取單元包括：亮度計算單元，用於根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點的插值係數和亮度值確定每一個所述待生成像素點的亮度值；色度計算單元，用於針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的色度值和所述參考像素點的插值係數，確定所述待生成像素點的色度值；待生成像素點確定單元，用於根據每一個所述待生成像素點的亮度值和色度值確定每一個所述待生成像素點。

可選的，所述係數獲取單元包括：判決單元，用於針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的亮度差異確定所述參考像素點的判決指標；優化係數單元，用於根據所述參考像素點的判決指標確定優化係數；位置係數單元，用於根據所述待生成像素點和對應的參考像素點的相對位置計算垂直位置係數和水準位置係數；計算單元，用於利用所述垂直位置係數、所述水準位置係數和所述優化係數計算所述參考像素點的插值係數。

可選的，所述判決單元包括：方陣獲取單元，用於針對每一個所述待生成像素點的每一個參考像素點，以該參考像素為中心點確定一個由原像素點組成的n階方陣，所述n為大於1且小於7的奇數； 亮度差異獲取單元，分別計算所述方陣中每個原像素點的亮度值和所述參考像素點的亮度值差的絕對值，得到所述參考點與所述方陣中每個原像素點的亮度差異；判決指標獲取單元，根據所述方陣中，所述亮度差異大於預設的閾值的原像素點的數量確定所述參考像素點的判決指標。

本發明提供的圖像縮放方法，針對現有技術中確定新像素點，即待生成像素點的方法進行了改進，綜合考慮新像素點對應的參考像素點的亮度差異，以及新像素點和對應的參考像素點的相對位置，進而確定所述參考像素點的插值係數，然後利用每個所述待生成像素點對應的所述參考像素點及其插值係數確定每個所述待生成像素點，其中所述參考像素點是新像素點周圍特定的部分原像素點。本發明根據新像素點所在區域的原像素點的亮度差異情況，或者說根據新像素點所在區域的細節的豐富程度，確定插值係數，從而解決現有技術縮放得到的圖像中細節紋理區域嚴重失真的問題。

301‧‧‧位置獲取單元

302‧‧‧係數獲取單元

303‧‧‧待生成像素點獲取單元

304‧‧‧插入單元

305‧‧‧圖像增強單元

S101,S102,S103,S104,S201,S202,S203,S204,S205,S206,S207,S208,S209,S210,S211,S212,S213,S214‧‧‧步驟

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的圖式作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的圖式僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的圖式獲得其他的圖式。

第1圖為本發明實施例公開的圖像縮放方法的流程示意圖。

第2圖是本發明另一實施例公開的圖像縮放方法的流程示意圖。

第3圖是本發明實施例公開的圖像縮放裝置的示意圖。

第4圖是本發明實施例公開的圖像縮放方法中，每個待生成像素點的參考像素點分佈示意圖。

第5圖是本發明實施例公開的圖像縮放方法中，一種對特定參考像素點的判決指標的所有可能的取值和分佈形式進行分類的方式。

下面將結合本發明實施例中的圖式，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

首先需要說明的是，本發明實施例提供的圖像縮放方法和裝置既適用於圖片的縮放處理，也適用於視頻的縮放處理。

本發明實施例公開了一種圖像縮放方法，如第1圖所示，包括以下步驟：

S101、確定待縮放圖像中的多個待生成像素點。

需要說明的是，所述待生成像素點是，待縮放圖像中沒有的，區別於待縮放圖像中原有的像素點的新像素點，是確定其顏色後需要插入待縮放圖像以調整待縮放圖像的解析度的像素點。所述確定待縮放圖像中的多個待生成像素點是指，根據縮放比例，確定需要在待縮放圖像中插入的待生成像素點的數量，以及每個待生成像素點在待縮放圖像中的位置，也就是每個新像素點的座標。

S102、根據待生成像素點對應的參考像素點的亮度差異，以及待生成像素點和參考像素點的相對位置，確定參考像素點的插值係數。

需要說明的是，所述待生成像素點對應的參考像素點具體是，針對每一個待生成像素點，在這個待生成像素點周圍，由近到遠地選取的多個原像素點。每個新像素點都有與本像素點對應的多個參考像素點，對於任意兩個新像素點，對應的參考像素點可能會有部分重疊，即部分原像素點同時是這兩個新像素點的參考像素點，但不會完全相同。也就是說，一個新像素點有多個原像素點作為參考像素點，同時一個原像素點也可以是多個新像素點的參考像素點。

需要說明的是，所述參考像素點的亮度差異是指，所述參考像素點與周圍特定的原像素點的亮度差異。具體的，對於每個參考像素點，可以由近到遠地選取這個參考像素點周圍的8個原像素點作為特定的原像 素點，逐個分析這個參考像素點與其中每一個原像素點的亮度差異，得到對應的8個亮度差異。對於既定的選取特定的原像素點的方法，每個參考像素點的亮度差異是確定的。

還需要說明的是，所述參考像素點的插值係數，由於考慮了參考像素點與待生成像素點，即新像素點的相對位置，因此，所述參考像素點的插值係數是指，對應於某個新像素點的參考像素點的插值係數，對於原像素點A，作為新像素點B的參考像素點時的插值係數，和作為新像素點C的參考像素點時的插值係數是不同的。

S103、根據每個待生成像素點對應的參考像素點及其插值係數，確定每個所述待生成像素點。

計算某個待生成像素點的亮度值時，可以將這個待生成像素點對應的每個參考像素點的插值係數與其亮度值相乘，最後對所有乘積求和得到所述待生成像素點的亮度值。

S104、將每一個所述待生成像素點插入所述待縮放圖像，得到縮放後的圖像。

其中，每一個所述待生成像素點的顏色根據所述待生成像素點的亮度值確定。

本發明實施例提供的圖像縮放方法，計算參考像素點的插值係數時，綜合考慮參考像素點與待生成像素點的相對位置，以及參考像素點與周圍的原像素點的亮度差異，從而動態地調整插值係數，使其更符合新像素點所在區域的參考像素點的亮度差異情況，因而生成的新像素點更加近似所在區域的紋理細節，在人眼主觀感受上可以改善縮放後的圖像的模糊現象。

本發明另一實施例還公開了一種圖像縮放方法，如第2圖所示，包括以下步驟：

S201、分析待縮放圖像使用的色彩模式是否包括亮度，若包括則進入步驟S203，若不包括則進入步驟S202。

S202、將待縮放圖像的色彩模式轉換成包括亮度的其他色彩模式。

需要說明的是，本發明實施例提供的圖像縮放方法，採用改進的方法根據待縮放圖像的原像素點的亮度值確定待生成像素點的亮度值，進而確定待生成像素點的顏色。因此，使用本發明實施例提供的方法縮放圖像，要求待縮放圖像的應當使用包括亮度在內的色彩模式，對於使用不包括亮度的色彩模式的圖像，首先需要將其色彩模式轉換成包括亮度的色彩模式。

例如，使用YCbCr色彩模式的圖像，包括亮度Y，藍色色度Cb和紅色色度Cr，因此可以使用本發明實施例提供的圖像縮放方法，而使用RGB色彩模式的圖像，使用紅色、藍色和綠色的混合表示像素點的顏色，由於其中沒直接涉及像素點的亮度，要使用本發明實施例提供的方法，可以使用下述公式將RGB色彩模式轉換成YCbCr色彩模式。

Y=0.257R+0.504G+0.098B Cb=0.439R+0.368G+0.071B Cr=0.148R+0.291G+0.439B

其中R、G、B分別表示圖像的紅色、綠色和藍色分量。

需要說明的是，步驟S201和S202是可選的步驟，增加這兩個步驟是為了擴展本發明實施例的適用範圍，本領域技術人員可以通過直接執行步驟S203及之後的步驟，得到一個僅適用於，使用包括亮度分量的色彩模式的圖像的縮放方法，而不必付出創造性勞動。也就是說，刪除步驟S201和S202後得到的圖像縮放方法也在本發明的保護範圍之內。

S203、確定待縮放圖像中的待生成像素點的數量和位置。

所述待生成像素點也可以成為新像素點。

可選的，所述待縮放圖像中的待生成像素點可以根據待縮放圖像的縮放比例確定。

S204、為每個待生成像素點選取對應的參考像素點。

可選的，針對每個待生成像素點，按照與這個新像素點距離的遠近，由近到遠地選取16個原像素點作為這個新像素點的參考像素點，所述16個參考像素點以4階方陣的形式排列，如第4圖所示，其中黑色的點表示新像素點，16個白色的點表示這個新像素點的參考像素點。

S205、針對每個新像素點，計算其對應的部分特定參考像素點的亮度差異。

可選的，對於第4圖所示的參考像素點的選取方式，可以選取所示的4階方陣中心處的2階方陣內的參考像素點，即6、7、10和11號參考像素點作為特定參考像素點，分別計算這4個參考像素點對應的亮度差異。

以上述四個參考像素點為例，所述計算亮度差異的過程包括：

以6號參考像素點為例，以該參考像素點為中心選取一個3x3的觀察窗，包括6號參考像素點在內，觀察窗內共有9個原像素點，其中Y1至Y9表示對應位置的參考像素點的亮度值，中心的Y5表示6號參考像素點的亮度值，觀察窗如下表所示。

逐個計算觀察窗外圍的8個原像素點與中心的參考像素點的亮度差異，具體計算公式如下。

其中，Yi表示觀察窗內除Y5以外的其他原像素點的亮度值，Ci表示對應的亮度差異。

對上述結算得到的亮度差異進行二值化處理，結果用αi表示。具體的，在影像處理領域，通常認為，小於10%的亮度差異不易被人眼察覺，也就是說，從人類視覺系統的角度，可以認為兩個亮度差異小於10%的像素點的亮度基本一致，因此，對於除6號參考像素點之外的原像素點，可以判斷其對應的Ci是否大於0.1，若大於0.1，對應的αi設為0，表 示對應的原像素點與中心的6號參考像素點亮度差異可以被人眼識別，反之設為1，表示對應的原像素點與中心的6號參考像素點的亮度差異不易被人眼識別。

需要說明的是，上述以一個參考像素點為中心選取的觀察窗，並不僅限於3x3的觀察窗，也可以是5x5的觀察窗，計算亮度差異的過程與3x3的觀察窗一致，逐個計算中心的參考像素點與觀察窗內其他24個原像素點的亮度差異，然後做二值化處理即可。

需要說明的是，上述以一個新像素點的6號參考像素點為例說明的亮度差異計算方法，可以直接應用於任意一個新像素點的任意一個參考像素點。

S206、針對每個新像素點，確定其對應的特定參考像素點的判決指標。

確定判決指標的具體過程是，針對每個新像素點的每個特定參考像素點，計算其對應的3x3的觀察窗內亮度差異二值化結果αi的和，記為sum，也可以理解成，統計其對應的3x3觀察窗內亮度差異二值化結果αi為1的原像素點的個數。若sum等於8，則認為這個觀察窗對應的特定參考像素點與周圍的原像素點的亮度差異較小，不易被人眼識別，對應的確定這個特定參考像素點的判決指標為0，否則，確定這個特定參考像素點的判決指標為1。每個新像素點的四個特定參考像素點的判決指標構成一個2x2的判決指標矩陣。

S207、針對每個新像素點，根據其對應的特定參考像素點的判決指標確定這個新像素點的優化係數。

首先需要說明的是，優化係數應當滿足以下三點約束條件：

第一點，基於周圍像素點人眼辨識出的方向性，優化係數分為水準和垂直兩個方向。

第二點，為了保證縮放後新像素點的亮度與周圍的原像素點融合，優化係數所有優化係數的取值範圍限制在(0,2)之間。

第三點，為了突出亮度差異較大的參考像素點對待新像素點的影響及第二點提到的新像素點與原像素點的融合，同一方向上，兩個象 限優化係數和為2，且二值為1對應象限的優化係數大於二值為0對應象限的優化係數。

可選的，可以預先將一個新像素點對應的特定參考像素點的判決指標所有可能的取值及分佈形式，也就是判決指標矩陣的所有可能的形式按第5圖所示的方式分類，然後根據實際新像素點對應的四個判決指標對應的類別以及上述約束條件確定新像素點對應的六個優化係數，分別記為k1、k2、k3、k4、k5和k6，其中k1和k2為第一水準方向的優化係數，k3和k4為第二水準方向的優化係數，k5和k6為垂直方向的優化係數。k1至k4與特定參考像素點的對應關係如表2所示，k5對應第一行的兩個參考像素點，k6對應第二行的兩個參考像素點。

需要說明的是，上述對應關係並不是唯一的，也可將k1至k4設定為垂直方向的優化係數，分別對應一個特定參考像素點，k5和k6則設定為水準優化係數，分別對應第一列和第二列的特定參考像素點。

具體的確定優化係數的方法如下：若新像素點對應的判決指標矩陣為第一類，所有優化係數都設為1；若新像素點對應的判決指標矩陣為第二類，則k5和k6都設為1，若參考像素點的判決指標為1，則對應的水準優化係數設為1.1，若判決指標為0，則對應的水準優化係數設為0.9；若新像素點對應的判決指標矩陣為第三類，則水準和垂直方向判決指標為1的參考像素點多的方向對應的優化係數應稍微大於判決指標為0的參考像素點對應的優化係數，本發明實施例設為1.2和0.8。具體的，對於第三類中的第二種和第三種矩陣形式，水準優化係數都設為1，判決指標全為1的一行對應的垂直優化係數設為1.2，判決指標全為0的一行對應的水準優化係數設為0.8，對於第三類中的第一種和第四種矩陣形式， 垂直優化係數全為1，判決指標為1的參考像素點對應的水準優化係數設為1.2，判決指標為0的參考像素點對應的水準優化係數設為0.8。

若新像素點對應的判決指標矩陣為第四類，則水準和垂直方向判決指標為0的參考像素點多的方向對應的優化係數應稍微大於判決指標為1的參考像素點對應的優化係數。具體的，判決指標全為0的一行參考像素點對應的垂直優化係數設為1.4，另一行參考像素點對應垂直優化係數設為0.6，判決指標全為0的一行，對應的兩個水準優化係數都設為1；判決指標不全為0的一行，判決指標為0的參考像素點對應的水準優化係數設為1.4，這一行另一個參考像素點對應的水準優化係數設為0.6。

若新像素點對應的判決指標矩陣為第五類，則水準和垂直方向判決指標為1的參考像素點多的方向對應的優化係數應稍微大於判決指標為0的參考像素點對應的優化係數。具體的，判決指標全為1的一行參考像素點對應的垂直優化係數設為1.3，另一行參考像素點對應垂直優化係數設為0.7，判決指標全為1的一行，對應的兩個水準優化係數都設為1；判決指標不全為1的一行，判決指標為1的參考像素點對應的水準優化係數設為1.3，這一行另一個參考像素點對應的水準優化係數設為0.7。

S208、針對每個新像素點，利用新像素點與參考像素點的相對位置計算其對應的參考像素點的位置係數。

具體的，所述位置係數包括垂直位置係數和水準位置係數。

可選的，可以用下述公式來計算參考像素點的水準位置係數和垂直位置係數。

其中，w表示要計算的參考像素點與對應的新像素點的水準距離或垂直距離，使用垂直距離計算得到該參考像素點的垂直位置係數，使用水準距離計算得到該參考像素點的水準位置係數。

具體的，對於水準方向可以得到係數公式為

其中h₁,h₂,h₃,h₄為水準位置係數，由S(w)求出，Δx為新像素點與參考像素點的水準距離。

同理，對於垂直方向可以得到係數公式為

其中v₁,v₂,v₃,v₄為垂直位置係數，由S(w)求出，Δy為新像素點與參考像素點的垂直距離。

S209、針對每個新像素點，逐個計算這個新像素點對應的參考像素點的插值係數。

具體的，對每個參考像素點，將對應的水準優化係數、垂直優化係數、水準位置係數和垂直位置係數相乘，得到該參考像素點的插值係數，參考像素點i的插值係數記為ω _i 。

需要說明的是，所述參考像素點與優化係數的對應關係是：

針對第4圖所示的16個參考像素點組成的4x4矩陣，右上角的4個參考像素點對應水準優化係數k1，左上角的4個參考像素點對應水準優化係數k2，右下角的4個參考像素點對應水準優化係數k4，左下角的4個參考像素點對應水準優化係數k3。第一行和第二行的8個參考像素 點對應垂直優化係數k5，第三行和第四行的8個參考像素點對應垂直優化係數k6。

具體的，針對第4圖所示的16個參考像素點組成的4x4矩陣，參考像素點i對應的插值係數可以用以下公式計算。

ω ₁=k ₅×k ₁×h ₁×v ₁；ω ₂=k ₅×k ₁×h ₂×v ₁；ω ₃=k ₅×k ₂×h ₃×v ₁；ω ₄=k ₅×k ₂×h ₄×v ₁；ω ₅=k ₅×k ₁×h ₁×v ₂；ω ₆=k ₅×k ₁×h ₂×v ₂；ω ₇=k ₅×k ₂×h ₃×v ₂；ω ₈=k ₅×k ₂×h ₄×v ₂；ω ₉=k ₆×k ₃×h ₁×v ₃；ω ₁₀=k ₆×k ₃×h ₂×v ₃；ω ₁₁=k ₆×k ₄×h ₃×v ₃；ω ₁₂=k ₆×k ₄×h ₄×v ₃；ω ₁₃=k ₆×k ₃×h ₁×v ₄；ω ₁₄=k ₆×k ₃×h ₂×v ₄；ω ₁₅=k ₆×k ₄×h ₃×v ₄；ω ₁₆=k ₆×k ₄×h ₄×v ₄；

S210、針對每個新像素點，利用對應的參考像素點的插值係數和亮度值計算新像素點的亮度值。

具體的，可以採用下述公式計算新像素點的亮度值：

其中，Yi表示參考像素點i的亮度值，Y_m表示待計算的新像素點的亮度值，ω _i 表示參考像素點i的插值係數。

S211、針對每個新像素點，利用其對應的參考像素點的色度值確定這個新像素點的色度值。

可選的，可以用步驟S210所述計算新像素點亮度值的公式計算新像素點的色度值，例如，對於使用YC_bC_r色彩模式的圖像，可以使用下述公式計算新像素點的藍色色度值C_b和紅色色度值C_r。

其中，C_bm和C_rm是所述新像素點的藍色色度值和紅色色度值，C_bi和C_ri是所述新像素點對應的參考像素點i的藍色色度值和紅色色度值，ω _i 表示所述新像素點對應的參考像素點i的插值係數。

S212、根據新像素點的亮度值和色度值確定新像素點的顏色。

需要說明的是，步驟S211是可選的，對於灰度圖片及視頻，也就是俗稱的黑白圖片及黑白視頻，只需確定像素點的亮度值，即可確定其顏色。因此當本發明實施例應用於灰度圖片或視頻時，S211是不必要的。只有在使用本發明實施例處理彩色圖像時，需要執行步驟S211。相應的，若不執行步驟S211，需要將S212對應的調整為：根據新像素點的亮度值確定新像素點的顏色。

需要說明的是，上述步驟S210至S212可以理解為：根據每一個新像素點對應的參考像素點及其插值係數確定每一個新像素點。

S213、將新像素點插入待縮放的圖像中，得到縮放後的圖像。

需要說明的是，步驟S213所述將新像素點插入待縮放圖像中，實際是執行：用新像素點替換待縮放圖像中的參考像素點，或在待縮放圖像中增加新像素點兩種方法中的任意一種，具體是增加新像素點還是用新像素點替換參考像素點，根據縮放比例確定，若需要縮小待縮放圖像，則用新像素點替換參考像素點，若需要放大待縮放圖像，則在待縮放圖像中增加新像素點。

可選的，本發明實施例提供的圖像縮放方法還包括步驟S214、採用瞬態增強技術提升縮放後的圖像的品質。

可選的，可以採用經典九階濾波器進行瞬態增強，其抽頭係數可設置為：Filter:[-16,-31,-16,33,61,-16,-31,-16] x 0.1

本發明實施例提供的圖像縮放方法，計算參考像素點的插值係數時，綜合考慮參考像素點與待生成像素點的相對位置，以及參考像素點與周圍的原像素點的亮度差異，根據參考像素點的亮度差異計算優化係數，並使用優化係數增強在亮度差異較大的參考像素點，也就是細節紋理區域的參考像素點對新像素點的貢獻，從而更符合主觀視覺感受地利用參考像素點，因而生成的新像素點更加近似所在區域的紋理細節，在人眼主 觀感受上可以改善縮放後的圖像的模糊現象。另外，本發明提供的實施例還使用瞬態增強技術進一步改善縮放後的圖像的品質。

本發明實施例還公開了一種圖像縮放裝置，如第3圖所示，包括：位置獲取單元301，用於確定待縮放圖像中的多個待生成像素點的位置；係數獲取單元302，針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的亮度差異，以及所述待生成像素點和所述參考像素點的相對位置，確定所述待生成像素點對應的參考像素點的插值係數；其中，所述參考像素點的亮度差異是指：所述參考像素點與特定像素點的亮度差異；所述參考像素點是所述待縮放圖像中以所述待生成像素點為中心的預設範圍內的原像素點；所述特定像素點是所述待縮放圖像中以所述參考像素點為中心的預設範圍內的原像素點；待生成像素點獲取單元303，用於根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點及其插值係數，確定每一個所述待生成像素點；插入單元304，用於將每一個所述待生成像素點插入所述待縮放圖像，得到縮放後的圖像。

可選的，插入單元304，包括：像素點替換單元，用於將所述待縮放圖像中的對應參考像素點替換成所述待生成像素點，得到所述縮放後的圖像；像素點增加單元，用於在所述待縮放圖像中增加所述待生成像素點，得到縮放後的圖像。

其中，所述像素點替換單元在需要縮小原圖像時工作，所述像素點增加單元在需要方法原圖像時工作。

可選的，待生成像素點獲取單元303，包括：亮度計算單元，用於根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點的插值係數和亮度值確定每一個所述待生成像素點的亮度值；色度計算單元，用於針對每一個所述待生成像素點，根據其 對應的參考像素點的色度值和所述參考像素點的差值係數，確定所述待生成像素點的色度值；待生成像素點確定單元，用於根據每一個所述待生成像素點的亮度值和色度值確定每一個所述待生成像素點。

可選的，係數獲取單元302，包括：判決單元，用於針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的亮度差異確定所述參考像素點的判決指標；優化係數單元，用於根據所述參考像素點的判決指標確定優化係數；位置係數單元，用於根據所述待生成像素點和對應的參考像素點的相對位置計算垂直位置係數和水準位置係數；計算單元，用於利用所述垂直位置係數、所述水準位置係數和所述優化係數計算所述參考像素點的插值係數。

可選的，所述判決單元包括：方陣獲取單元，用於針對每一個所述待生成像素點的每一個參考像素點，以該參考像素為中心點確定一個由原像素點組成的n階方陣，所述n為大於1且小於7的奇數；亮度差異獲取單元，分別計算所述方陣中每個原像素點的亮度值和所述參考像素點的亮度值差的絕對值，得到所述參考點與所述方陣中每個原像素點的亮度差異；判決指標獲取單元，根據所述方陣中，所述亮度差異大於預設的閾值的原像素點的數量確定所述參考像素點的判決指標。

可選的，所述圖像縮放裝置還包括圖像增強單元305，用於基於瞬態增強技術提升縮放後的圖像的品質。

本發明上述幾個實施例提供的圖像縮放裝置的工作過程與本發明實施例提供的圖像縮放方法一致，此處不再贅述。

本發明實施例提供的圖像縮放裝置，使用係數獲取單元綜合考慮參考像素點與待生成像素點的相對位置，以及參考像素點與周圍的原像素點的亮度差異，以計算參考像素點的插值係數。待生成像素點獲取單 元利用係數獲取單元得到的插值係數以及參考像素點確定所述待生成像素點。基於上述兩個單元，本發明實施例提供的裝置能夠根據參考像素點的亮度差異動態地調整插值係數，使其更符合新像素點所在區域的參考像素點的亮度差異情況，因而生成的新像素點更加近似所在區域的紋理細節，在人眼主觀感受上可以改善縮放後的圖像的模糊現象。

專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。

S101,S102,S103,S104‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種圖像縮放的方法，其特徵在於，包括：確定待縮放圖像中的多個待生成像素點的位置；針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的亮度差異，以及所述待生成像素點和所述參考像素點的相對位置，確定所述待生成像素點對應的參考像素點的插值係數；其中，所述參考像素點的亮度差異是指：所述參考像素點與特定像素點的亮度差異；所述參考像素點是所述待縮放圖像中以所述待生成像素點為中心的預設範圍內的原像素點；所述特定像素點是所述待縮放圖像中以所述參考像素點為中心的預設範圍內的原像素點；根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點及其插值係數確定每一個所述待生成像素點；將每一個所述待生成像素點插入所述待縮放圖像，得到縮放後的圖像；其中，所述針對每一個所述待生成圖元點，根據其對應的參考圖元點的亮度差異，以及所述待生成圖元點和所述參考圖元點的相對位置，確定所述待生成圖元點對應的參考圖元點的插值係數，包括：針對每一個所述待生成圖元點，根據其對應的參考圖元點的亮度差異確定所述參考圖元點的判決指標；根據所述參考圖元點的判決指標確定優化係數；利用垂直位置係數、水準位置係數和所述優化係數計算所述參考圖元的插值係數；其中，所述垂直位置係數和所述水準位置係數根據所述待生成圖元點和對應參考圖元點的相對位置計算得到。
2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點及其插值係數確定所述待生成像素點，包括：根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點的插值係數、亮度值和色度值計算所述待生成像素點的亮度值和色度值；根據所述待生成像素點的亮度值和色度值確定所述待生成像素點。
3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述將每一個所述待生成像素點插入所述待縮放圖像，得到縮放後的圖像，包括：採用所述待生成像素點替換所述待縮放圖像中的對應參考像素點，得到所述縮放後的圖像；或者，在所述待縮放圖像中增加所述待生成像素點，得到縮放後的圖像。
4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的亮度差異確定所述參考像素點的判決指標，包括：針對每一個所述待生成像素點的每一個參考像素點，以該參考像素為中心點確定一個由原像素點組成的n階方陣，所述n為大於1且小於7的奇數；分別計算所述方陣中每個原像素點的亮度值和所述參考像素點的亮度值差的絕對值，得到所述參考點與所述方陣中每個原像素點的亮度差異；根據所述方陣中，所述亮度差異大於預設的閾值的原像素點的數量確定所述參考像素點的判決指標。
5. 一種圖像縮放裝置，其特徵在於，包括：位置獲取單元，用於確定待縮放圖像中的多個待生成像素點的位置；係數獲取單元，針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的亮度差異，以及所述待生成像素點和所述參考像素點的相對位置，確定所述待生成像素點對應的參考像素點的插值係數；其中，所述參考像素點的亮度差異是指：所述參考像素點與特定像素點的亮度差異；所述參考像素點是所述待縮放圖像中以所述待生成像素點為中心的預設範圍內的原像素點；所述特定像素點是所述待縮放圖像中以所述參考像素點為中心的預設範圍內的原像素點；待生成像素點獲取單元，用於根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點及其插值係數，確定每一個所述待生成像素點；插入單元，用於將每一個所述待生成像素點插入所述待縮放圖像，得到縮放後的圖像； 其中，所述係數獲取單元包括：判決單元，用於針對每一個所述待生成圖元點，根據其對應的參考圖元點的亮度差異確定所述參考圖元點的判決指標；優化係數單元，用於根據所述參考圖元點的判決指標確定優化係數；位置係數單元，用於根據所述待生成圖元點和對應的參考圖元點的相對位置計算垂直位置係數和水準位置係數；計算單元，用於利用所述垂直位置係數、所述水準位置係數和所述優化係數計算所述參考圖元點的插值係數。
6. 如申請專利範圍第5項所述的裝置，其中，所述插入單元包括：像素點替換單元，用於將所述待縮放圖像中的對應參考像素點替換成所述待生成像素點，得到所述縮放後的圖像；像素點增加單元，用於在所述待縮放圖像中增加所述待生成像素點，得到縮放後的圖像。
7. 如申請專利範圍第5項所述的裝置，其中，所述待生成像素點獲取單元包括：亮度計算單元，用於根據每一個所述待生成像素點對應的所述參考像素點的插值係數和亮度值確定每一個所述待生成像素點的亮度值；色度計算單元，用於針對每一個所述待生成像素點，根據其對應的參考像素點的色度值和所述參考像素點的差值係數，確定所述待生成像素點的色度值；待生成像素點確定單元，用於根據每一個所述待生成像素點的亮度值和色度值確定每一個所述待生成像素點。
8. 如申請專利範圍第5項所述的裝置，其中，所述判決單元包括：方陣獲取單元，用於針對每一個所述待生成像素點的每一個參考像素點，以該參考像素為中心點確定一個由原像素點組成的n階方陣，所述n為大於1且小於7的奇數；亮度差異獲取單元，分別計算所述方陣中每個原像素點的亮度值和所述 參考像素點的亮度值差的絕對值，得到所述參考點與所述方陣中每個原像素點的亮度差異；判決指標獲取單元，根據所述方陣中，所述亮度差異大於預設的閾值的原像素點的數量確定所述參考像素點的判決指標。

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