基于边缘检测的图像插值方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于图像处理领域，尤其涉及基于边缘检测的图像插值方法及系统。
【背景技术】
[0002] 图像插值，可用于图像的分辨率调整，如将高清图像（1920*1080)放大为超高清 图像（3840*2160)。
[0003] 传统的图像插值方法，如双线性插值，双立方插值，多相位插值等，本质是使用低 通滤波器进行插值，在获得较平滑的插值图像的同时，会造成图像中高频信息丢失，在图像 的边缘出现模糊及锯齿现象。目前，较先进的一种图像插值方法为基于边缘检测的图像插 值方法。通过边缘检测，计算出待插值像素的边缘方向，沿边缘方向对待插值像素进行插 值，从而获得平滑的图像边缘，避免锯齿现象。但是，现有的基于边缘检测的图像插值方 法至少存在着下述缺点之一：只支持整数倍图像放大；插值时使用的边缘方向不是任意方 向，只有少数的固定的几个方向；用于插值的原始点数量较少，造成图像的边缘不够清晰。
[0004] 因此，需要一种能够解决上述问题的图像插值方法。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种基于边缘检测的图像插值方法及系统，以实现使插值后图像边缘 清晰且无锯齿的目的。
[0006] 本发明的第一个方面是提供一种基于边缘检测的图像插值方法，包括：
[0007] 根据原图像和插值后图像的大小确定待插值像素在原图像中的位置；
[0008] 确定待插值像素在原图像中的边缘方向；
[0009] 若边缘方向的斜率的绝对值不小于第一阈值，则根据行交点法和/或列交点法进 行插值，所述行交点法和/或列交点法包括：
[0010] 计算原图像中待插值像素邻域内若干行和/或若干列被待插值像素和边缘方向 确定的直线所截的若干行交点和/或若干列交点的位置；
[0011] 利用一维插值法根据原图像中所述行交点和/或列交点邻域内像素的值确定所 述行交点和/或列交点的像素值；
[0012] 对所确定的待插值像素邻域内的行交点和/或列交点的像素值进行一维滤波，获 得待插值像素的值，并对原图像进行插值。
[0013] 本发明的第二个方面是提供一种基于边缘检测的图像插值系统，包括：
[0014] 坐标计算单元，用于根据原图像和插值后图像的大小确定待插值像素在原图像中 的位置；
[0015] 方向计算单元，用于确定待插值像素在原图像中的边缘方向；
[0016] 交点计算单元，用于在边缘方向的斜率的绝对值不小于第一阈值时，计算原图像 中待插值像素邻域内若干行和/或若干列被待插值像素和边缘方向确定的直线所截的若 干行交点和/或若干列交点的位置；
[0017] 边缘插值滤波单元，用于根据行交点法和/或列交点法进行插值，具体用于利用 一维插值法根据原图像中所述行交点和/或列交点邻域内像素的值确定所述行交点和/或 列交点的像素值、和对所确定的待插值像素邻域内的行交点和/或列交点的像素值进行一 维滤波，获得待插值像素的值，并对原图像进行插值。
[0018] 本发明的有益效果为：
[0019] 本发明基于边缘检测的图像插值方法能够使用数量较大的原始点以任意整数或 非整数缩放倍率、及在任意边缘方向进行插值处理，使插值后的图像边缘清晰且避免了锯 齿现象。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明基于边缘检测的图像插值方法实施例一的流程图；
[0021] 图2为本发明基于边缘检测的图像插值方法实施例一中的Sobel梯度方法示意 图；
[0022] 图3为本发明基于边缘检测的图像插值方法实施例一中的梯度协方差矩阵方法 示意图；
[0023] 图4为本发明基于边缘检测的图像插值方法实施例一中的行交点法示意图；
[0024] 图5为本发明基于边缘检测的图像插值方法实施例一中的列交点法示意图；
[0025] 图6为本发明基于边缘检测的图像插值方法实施例一中结合应用行交点法和列 交点法时的权重函数；
[0026] 图7为本发明基于边缘检测的图像插值系统实施例一的结构框图。
【具体实施方式】
[0027] 图1为本发明基于边缘检测的图像插值方法实施例一的流程图，如图1所示，本发 明基于边缘检测的图像插值方法，包括：
[0028] S11、根据原图像和插值后图像的大小也即分辨率、确定待插值像素在原图像中的 位置；优选的，所述根据原图像和插值后图像的大小确定待插值像素在原图像中的位置包 括根据公式（1)计算待插值像素在原图像中的位置：
[0029]
【主权项】
1. 一种基于边缘检测的图像插值方法，其特征在于，包括： 根据原图像和插值后图像的大小确定待插值像素在原图像中的位置； 确定待插值像素在原图像中的边缘方向； 若边缘方向的斜率的绝对值不小于第一阈值，则根据行交点法和/或列交点法进行插 值，所述行交点法和/或列交点法包括： 计算原图像中待插值像素邻域内若干行和/或若干列被待插值像素和边缘方向确定 的直线所截的若干行交点和/或若干列交点的位置； 利用一维插值法根据原图像中所述行交点和/或列交点邻域内像素的值确定所述行 交点和/或列交点的像素值； 对所确定的待插值像素邻域内的行交点和/或列交点的像素值进行一维滤波，获得待 插值像素的值，并对原图像进行插值。
2. 根据权利要求1所述的基于边缘检测的图像插值方法，其特征在于，所述行交点法 和/或列交点法包括： 判断边缘方向的斜率的绝对值，若小于第二阈值T1，则根据行交点法进行插值； 若不小于第三阈值T2,则根据列交点法进行插值； 若不小于第二阈值T1而小于第三阈值T2,则同时根据行交点法和列交点法进行插值， 包括： 计算原图像中待插值像素邻域内若干行和若干列被待插值像素和边缘方向确定的直 线所截的若干行交点和若干列交点的位置； 利用一维插值法根据原图像中所述行交点和列交点邻域内像素的值确定所述行交点 和列交点的像素值； 对所确定的待插值像素邻域内的行交点和列交点的像素值分别进行一维滤波得到行 交点滤波的插值结果IHK(iH，jH)和列交点滤波的插值结果Ire(iH，jH)，根据公式（23)加权确 定待插值像素的值IH(iH，jH): IH(iH,jH) =w*IHE(iH,jH) + (l-w)*IHC(iH,jH) (23) 再根据所述待插值像素的值对原图像进行插值； 其中，（iH，jH)表示待插值像素的位置的坐标，w表示行交点滤波的插值结果的权重。
3. 根据权利要求1所述的基于边缘检测的图像插值方法，其特征在于，还包括： 若边缘方向的斜率的绝对值小于设定阈值，则根据非边缘插值法进行插值； 相应的，在所述对所确定的待插值像素邻域内的行交点和/或列交点的像素值进行一 维滤波，获得待插值像素的值，并对原图像进行插值之后且在所述根据非边缘插值法进行 插值之后