一种图像放大方法、图像放大装置及显示设备的制作方法
【专利摘要】本发明的实施例提供一种图像放大方法、图像放大装置及显示设备，涉及图像处理【技术领域】，该方法具体包括：图像放大装置获取源图像的高频分量和低频分量；图像放大装置通过第一插值算法对源图像的低频分量进行像素插值，获取低频子图像；图像放大装置通过第二插值算法对源图像的高频分量进行像素插值，获取高频子图像；图像放大装置融合所述低频子图像与高频子图像，获取融合结果图像；其中，第一插值算法与第二插值算法采用不同的算法，以在降低运算量的同时保证放大后的图像质量。本发明的实施例用于图像放大。
【专利说明】一种图像放大方法、图像放大装置及显示设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理【技术领域】，尤其涉及一种图像放大方法、图像放大装置及显 示设备。
【背景技术】
[0002] 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，图像放大在高清电视、医学图像等领域都有着非常重要的应用。
[0003] 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。
[0004] 目前，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。
[0005] 由于在现有技术中采用一种图像放大算法对图像放大，而基于以上现有技术由于 图像的低频分量中图像像素灰度值变化较小，因此无论采用简单的算法或复杂的算法对图 像的低频分量放大效果相当；而对于图像的高频分量采用较为复杂的算法是能够达到良好 的图像效果，但是无论对于图像的高频分量还是低频分量在采用复杂的算法进行放大处理 时，均会增加额外的计算量，因此不能同时兼顾放大处理的运算量及图像放大后的图像质 量。
【发明内容】
[0006] 本发明的实施例提供一种图像放大方法、图像放大装置及显示设备，能够在降低 运算量的同时保证放大后的图像质量。
[0007] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0008] 第一方面，提供一种图像放大方法，包括：
[0009] 图像放大装置获取源图像的高频分量和低频分量；
[0010] 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，获 取低频子图像；
[0011] 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，获 取1?频子图像；
[0012] 所述图像放大装置融合所述低频子图像与高频子图像，获取融合结果图像；
[0013] 其中，所述第一插值算法与第二插值算法采用不同的算法。
[0014] 可选的，所述图像放大装置获取源图像的高频分量和低频分量，具体为：
[0015] 所述图像放大装置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。
[0016] 可选的，所述图像放大装置融合所述低频子图像与高频子图像，获取融合结果图 像，具体包括：
[0017] 所述图像放大装置通过小波包逆变换融合所述低频子图像与高频子图像，获取融 合结果图像。
[0018] 可选的，所述图像放大装置获取源图像的高频分量和低频分量前；所述方法还包 括：
[0019] 所述图像放大装置对源图像进RGB-YUV空间转换。
[0020] 可选的，所述图像放大装置对所述低频子图像与所述高频子图像融合，获取融合 结果图像后，所述方法还包括：
[0021] 所述图像放大装置对融合结果图像进行YUV-RGB空间逆变换。
[0022] 可选的，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；
[0023] 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。
[0024] 可选的，所述第一插值算法为双线性插值算法；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，获取低频子图像，具体包括：
[0025] 所述图像放大装置选取所述源图像的低频分量中待插值像素点相邻的四个像素 占.
[0026] 所述图像放大装置根据与所述待插值像素点相邻的四个像素点的位置和像素灰 度，获取所述相邻的四个像素点水平方向的像素灰度差、垂直方向的像素灰度差及对角线 方向的像素灰度差；
[0027] 所述图像放大装置根据所述水平方向的像素灰度差、垂直方向的像素灰度差及对 角线方向的像素灰度差，获取所述待插值像素点到所述待插值像素点相邻的四个像素点的 距离；
[0028] 所述图像放大装置根据所述待插值像素点到所述待插值像素点相邻的四个像素 点的距离设定所述待插值像素点相邻的四个像素点的权重因子；
[0029] 所述像素放大装置根据所述权重因子，通过双线性插值算法对所述待插值像素点 进行像素插值，获取插值后的低频子像素图像。
[0030] 第二方面，提供一种图像放大装置，包括：
[0031] 图像分解单元，用于获取源图像的高频分量和低频分量；
[0032] 图像插值单元，用于通过第一插值算法对所述图像分解单元获取的所述源图像的 低频分量进行像素插值，获取低频子图像；
[0033] 所述图像插值单元，还用于通过第二插值算法对所述图像分解单元获取的所述源 图像的高频分量进行像素插值，获取高频子图像；
[0034] 图像融合单元，用于融合所述图像插值单元获取的低频子图像与高频子图像，获 取融合结果图像；
[0035] 其中，所述第一插值算法与第二插值算法采用不同的算法。
[0036] 可选的，所述图像分解单元，具体用于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。
[0037] 可选的，所述图像融合单元具体用于通过小波包逆变换融合所述图像插值单元 获取的低频子图像与高频子图像，获取融合结果图像。
[0038] 可选的，所述装置还包括：变换单元，所述变换单元用于对所述源图像进RGB-YUV 空间转换。
[0039] 可选的，所述变换单元还用于所述对融合结果图像进行YUV-RGB空间逆变换。
[0040] 可选的，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；
[0041] 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。
[0042] 可选的，所述第一插值算法为双线性插值算法；所述图像插值单元包括：
[0043] 采样子单元，用于选取所述源图像的低频分量中待插值像素点相邻的四个像素 占.
[0044] 像素灰度差获取子单元，用于根据所述采样子单元选取的与所述待插值像素点相 邻的四个像素点的位置和像素灰度获取所述相邻的四个像素点水平方向的像素灰度差、垂 直方向的像素灰度差及对角线方向的像素灰度差；
[0045] 距离获取子单元，用于根据所述像素灰度差获取子单元获取的所述水平方向的像 素灰度差、垂直方向的像素灰度差及对角线方向的像素灰度差，获取所述待插值像素点到 所述待插值像素点相邻的四个像素点的距离；
[0046] 权重因子设定子单元，用于根据所述距离获取子单元获取的所述待插值像素点到 所述待插值像素点相邻的四个像素点的距离设定所述待插值像素点相邻的四个像素点的 权重因子；
[0047] 图像插值子单元，用于根据权重因子设定子单元设定的所述权重因子，通过双线 性插值算法对所述待插值像素点进行像素插值，获取插值后的低频子像素图像。
[0048] 第三方面，提供一种显示设备，包括上述任意一种图像放大装置。
[0049] 本发明实施例提供的图像放大方法、图像放大方法装置及显示设备，先获取源图 像中的高频分量和低频分量，然后通过第一插值算法对低频分量像素插值获取低频子图 像，通过第二插值算法对高频分量像素插值获取高频子图像，最后再对低频子图像和高频 子图像进行融合，获取融合结果图像；由于通过不同的插值算法对源图像的高频分量和低 频分量分别插值，所以能够在减少插值运算量的同时保证放大后的图像质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0050] 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的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0051] 图1为本发明实施例提供的图像放大方法流程示意图；
[0052] 图2为本发明另一实施例提供的图像放大方法示意性流程图；
[0053] 图3为本发明实施例提供一种采用小波包分解对YUV空间的源图像进行分解的示 意性流程图；
[0054] 图4为本发明实施例提供一种采用小波包分解对YUV空间的源图像进行分解的原 理示意图；
[0055] 图5a为本发明实施例提供的基于双线性插值法的原理示意图；
[0056] 图5b为本发明实施例提供的基于双线性插值法像素对低频分量进行像素插值的 方法示意性流程图；
[0057] 图6为本发明实施例提供的通过小波包逆变换融合所述低频子图像与所述高频 子图像的示意性流程图；
[0058] 图7为本发明实施例提供的图像放大装置示意性结构图；
[0059] 图8为本发明另一实施例提供的图像放大装置的示意性结构图。
【具体实施方式】
[0060] 下面结合附图对本发明实施例提供的图像放大方法及装置进行详细描述，其中用 相同的附图标记指示本文中的相同元件。在下面的描述中，为便于解释，给出了大量具体细 节，以便提供对一个或多个实施例的全面理解。然而，很明显，也可以不用这些具体细节来 实现所述实施例。在其它例子中，以方框图形式示出公知结构和设备，以便于描述一个或多 个实施例。
[0061] 参照图1所示，本发明的实施例提供一种图像放大方法，包括：
[0062] 101、图像放大装置获取源图像的高频分量和低频分量；
[0063] 可选的，在步骤101中可以采用小波包分解的方法获取源图像的高频分量和低频 分量；具体可选的步骤101为：图像放大装置通过小波包分解的方法获取源图像的高频分 量和低频分量；
[0064] 其中，小波包分解是小波分解的延伸，小波包分解不仅对图像的低频部分进行分 解，而且对图像的高频部分也进行进一步的分解，小波包分解还能根据图像信号特性和分 析要求，自适应的选择相应频带与图像频谱相匹配，是一种相比小波分解更为精细的分解 方法，具有更为精确的分析能力。
[0065] 102、图像放大装置通过第一插值算法对所述低频分量进行像素插值，获取低频子 图像；
[0066] 其中步骤102中所采用的第一插值算法可以包括：最邻近插值算法、双线性插值 算法、立方卷积插值算法。
[0067] 103、图像放大装置通过第二插值算法对所述低频分量进行像素插值，获取高频子 图像；
[0068] 其中步骤103中所采用的第二插值算法可以包括：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。
[0069] 104、图像放大装置融合所述低频子图像与所述高频子图像，获取融合结果图像。
[0070] 可选的，在步骤104中可以采用小波包逆变换融合所述低频子图像与所述高频子 图像。
[0071] 其中，所述第一插值算法与第二插值算法不同。
[0072] 本发明实施例提供的图像放大方法，先获取源图像中的高频分量和低频分量，然 后通过第一插值算法对低频分量像素插值获取低频子图像，通过第二插值算法对高频分量 像素插值获取高频子图像，最后再对低频子图像和高频子图像进行融合，获取融合结果图 像；由于本发明实施例中通过不同的插值算法对源图像的高频分量和低频分量分别插值， 所以本发明实施例提供的图像放大方法及装置能够在减少插值运算量的同时保证放大后 的图像质量。
[0073] 本发明实施例提供另一种图像放大方法的实施方式，如图2所示，包括：
[0074] S201、图像放大装置对源图像进行RGB-YUV空间转换；
[0075] 其中，通过RGB-YUV空间转换，可以将RGB色彩空间的源图像转换到YUV色彩空间 的源图像；RGB是工业界的一种颜色标准，是通过对红（R-red)、绿（G-green)、蓝（B-blue) 三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的；YUV是一种 PAL (Phase Alteration Line，逐行倒相）颜色编码方法，其中YUV的亮度信号Y和色度信 号U、V是分离的，其中由于视觉对亮度信号的敏感程度高于色度信号，通过RGB-YUV空间转 换，可以保证在以下对源图像插值过程中源图像亮度信号的稳定；进而保证放大后的图像 具有良好的视觉效果。
[0076] S202、图像放大装置通过小波包分解的方法获取源图像的高频分量和低频分量；
[0077] 具体的，其中步骤S202中，具体为在YUV色彩空间的源图像获取源图像的高频分 量和低频分量，参照图3所示，步骤S202具体包括以下步骤：
[0078] 301、图像放大装置载入YUV空间的源图像；
[0079] 302、图像放大装置对YUV空间的源图像进行单尺度一维离散小波包分解；
[0080] 具体的，参照图4所示，首先，图像放大装置通过小波包分解的方法分解将YUV空 间的源图像分解成低频al和高频dl，其中低频al用对应的低频系数cAl表示，高频dl用 对应的高频系数cDl ;Cal和Cdl均为小波包分解过程中生成的小波系数；在分解中低频 al中失去的信息由高频dl捕获；然后，在下一层的分解中又将al分解成低频ala2和高频 ald2两部分，并产生对应的低频系数CA1A2和高频系数CA1D2,将dl分解成低频dla2和 高频dld2两部分并产生对应的低频系数CD1A2和高频系数CD1D2,低频ala2中失去的信息 由高频ald2捕获，低频dla2中失去的信息由高频dld2捕获；以此类推下去，可以进行第N 层次的分解。N的取值可根据源图像与目标图像质量的高低进行调节。例如：采用能量对 数
【权利要求】
1. 一种图像放大方法，其特征在于，包括： 图像放大装置获取源图像的高频分量和低频分量； 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，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，获取高 频子图像； 所述图像放大装置融合所述低频子图像与高频子图像，获取融合结果图像； 其中，所述第一插值算法与第二插值算法采用不同的算法。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像放大装置获取源图像的高频分 量和低频分量，具体为： 所述图像放大装置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。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像放大装置融合所述低频子图像 与高频子图像，获取融合结果图像，具体包括： 所述图像放大装置通过小波包逆变换融合所述低频子图像与高频子图像，获取融合结 果图像。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像放大装置获取源图像的高频分 量和低频分量前；所述方法还包括： 所述图像放大装置对源图像进RGB-YUV空间转换。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述图像放大装置对所述低频子图像与 所述高频子图像融合，获取融合结果图像后，所述方法还包括： 所述图像放大装置对融合结果图像进行YUV-RGB空间逆变换。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于， 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。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一插值算法为双线性插值算法；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，获取低频子图 像，具体包括： 所述图像放大装置选取所述源图像的低频分量中待插值像素点相邻的四个像素点； 所述图像放大装置根据与所述待插值像素点相邻的四个像素点的位置和像素灰度获 取所述相邻的四个像素点水平方向的像素灰度差、垂直方向的像素灰度差及对角线方向的 像素灰度差； 所述图像放大装置根据所述水平方向的像素灰度差、垂直方向的像素灰度差及对角 线方向的像素灰度差，获取所述待插值像素点到所述待插值像素点相邻的四个像素点的距 离； 所述图像放大装置根据所述待插值像素点到所述待插值像素点相邻的四个像素点的 距离设定所述待插值像素点相邻的四个像素点的权重因子； 所述像素放大装置根据所述权重因子，通过双线性插值算法对所述待插值像素点进行 像素插值，获取插值后的低频子像素图像。
8. -种图像放大装置，其特征在于，包括： 图像分解单元，用于获取源图像的高频分量和低频分量； 图像插值单元，用于通过第一插值算法对所述图像分解单元获取的所述源图像的低频 分量进行像素插值，获取低频子图像； 所述图像插值单元，还用于通过第二插值算法对所述图像分解单元获取的所述源图像 的高频分量进行像素插值，获取高频子图像； 图像融合单元，用于融合所述图像插值单元获取的低频子图像与高频子图像，获取融 合结果图像； 其中，所述第一插值算法与第二插值算法采用不同的算法。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述图像分解单元，具体用于通过小波包 分解的方法获取所述源图像的高频分量和低频分量。
10. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述图像融合单元具体用于通过小波包 逆变换融合所述图像插值单元获取的低频子图像与高频子图像，获取融合结果图像。
11. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：变换单元，所述变换单 元用于对所述源图像进RGB-YUV空间转换。
12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述变换单元还用于所述对融合结果 图像进行YUV-RGB空间逆变换。
13. 根据权利要求8-12任一项所述的装置，其特征在于，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。
14. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一插值算法为双线性插值算法； 所述图像插值单元包括： 采样子单元，用于选取所述源图像的低频分量中待插值像素点相邻的四个像素点； 像素灰度差获取子单元，用于根据所述采样子单元选取的与所述待插值像素点相邻的 四个像素点的位置和像素灰度获取所述相邻的四个像素点水平方向的像素灰度差、垂直方 向的像素灰度差及对角线方向的像素灰度差； 距离获取子单元，用于根据所述像素灰度差获取子单元获取的所述水平方向的像素灰 度差、垂直方向的像素灰度差及对角线方向的像素灰度差，获取所述待插值像素点到所述 待插值像素点相邻的四个像素点的距离； 权重因子设定子单元，用于根据所述距离获取子单元获取的所述待插值像素点到所述 待插值像素点相邻的四个像素点的距离设定所述待插值像素点相邻的四个像素点的权重 因子； 图像插值子单元，用于根据所述权重因子设定子单元设定的所述权重因子，通过双线 性插值算法对所述待插值像素点进行像素插值，获取插值后的低频子像素图像。
15. -种显示设备，其特征在于，包括权利要求8-14任一项所述的图像放大装置。
【文档编号】G06T3/40GK104299185SQ201410503761
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】张丽杰 申请人:京东方科技集团股份有限公司