一种放大图像的方法及其对应系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像放大领域，尤其涉及一种超分辨率图像显示的方法。
【背景技术】
[0002]随着液晶电视、电脑显示屏等显示器的越做越大，有时信号传输内容的分辨率并不足以满足显示器的像素显示需要，最常见的是，一个超大的液晶电视，其中显示的电视画面只占据了显示屏中间的小小一块，显示器的边缘多是黑边显示，这显然降低了用户的观影体验。
[0003]为了解决上述问题，需要将传输来的图像信号进行放大显示，然而，放大图像中会多出很多无中生有的像素，这些像素并不是客观存在的，而是计算机认为它们“应该存在”的，即计算机通过均值或差值等算法，将新生区域的可能的像素值进行计算并显示。这些生硬的算法使得有些放大后的图片在人眼看来同样生硬不自然，直观看来便是多出了很多“锯齿”。因此，赋予这些算法更多的“智能”便是赋予放大图像灵魂，使得放大图像看起来更加自然。
[0004]超分辨率(super resolut1n)是解决放大问题的一个方法，其中心思想由Freeman提出，具体操作为，将图像的高通部分与低通部分分离通过滤波提取，再将高通部分叠加到一些需要进行自然化处理的地方。其基本假设在于，物体的边缘处都是自相似的。因此，将高通部分叠加到放大图像后，能够增加图像的高频细节。
[0005]对于原图细节的还原除了上述自学习的方法外，还有外部学习的图像超分辨率方法，如SONY公司在该领域应用了一种建立外部库的方法，将常见的自然物体的超分辨率图像汇编成库，当放大图像时从该数据库中调用对应的高分辨率图像进行叠加。
[0006]我们的发明人在进行超分辨率领域的工作时，发现现有技术仍有放大后图像并不够清晰、自然的问题。
【发明内容】
[0007]为此，需要提供一种改进的放大图像的方法，本发明提供了一种放大图像的方法，包括如下步骤，将原始图像放大得到目标图像；
[0008]遍历目标图像中的像素，判断像素所在区块属于边缘区块、平坦区块或纹理丰富区块；
[0009]若判断属于平坦区块，则不作处理；若判断属于边缘区块，则以该像素一定邻域范围内的像素为第一目标窗口，在原始图像中寻找匹配窗口，然后将匹配窗口上的高频信息叠加到第一目标窗口上；若判断属于纹理丰富区块，则以该像素一定邻域范围内的像素为第二目标窗口，对第二目标窗口进行增强。
[0010]具体的，所述判断像素所在区块的方法为，用Sobel梯度算子进行运算，根据运算结果判断像素所在区块类型。
[0011]进一步的，所述寻找匹配窗口还包括步骤:在匹配窗口一定领域范围内搜索最匹配窗口并进行梯度方向判断，在上述领域中选择梯度方向判断与第一目标窗口最相似的区域作为最匹配窗口，再将最匹配窗口上的高频信息叠加到第一目标窗口上。
[0012]进一步的，用高斯滤波获得原始图像匹配窗口的低频信息和高频信息，对第二目标窗口的进行的增强为边缘导向滤波增强。
[0013]进一步的，还包括步骤:对第一目标窗口和第二目标窗口的处理通过系数加权整入口 ο
[0014]进一步的，还包括步骤，图像质量评价；具体操作为，对原始图像进行图像质量评价，并根据图像质量评价得到的不同的分值进行对应操作和设定放大时候的相关参数。。
[0015]一种放大图像的系统，包括放大模块、分区块模块、匹配模块、图像叠加模块和增强模块，放大模块用于将原始图像放大得到目标图像；
[0016]分区块模块用于遍历目标图像中的像素，判断像素所在区块属于边缘区块、平坦区块或纹理丰富区块；
[0017]分区块模块若判断某像素属于边缘区块，则使能匹配模块、图像叠加模块匹配模块，匹配模块用于以该像素一定邻域范围内的像素为第一目标窗口，在原始图像中寻找匹配窗口，图像叠加模块用于将匹配窗口上的高频信息叠加到第一目标窗口上；分区块模块若判断某像素属于为纹理丰富区块，则使能增强模块，所述增强模块用于以该像素一定邻域范围内的像素为第二目标窗口，并对第二目标窗口进行增强。
[0018]具体的，所述分区块模块用于根据Sobel梯度算子运算结果判断像素所在区块类型。
[0019]进一步的，所述匹配模块还用于:在匹配窗口一定领域范围内搜索最匹配窗口并进行梯度方向判断，在上述领域中选择梯度方向判断与第一目标窗口最相似的区域作为最匹配窗口，图像叠加模块还用于将最匹配窗口上的高频信息叠加到第一目标窗口上。
[0020]进一步的，图像叠加模块获得匹配窗口的低频信息和高频信息的方法为高斯滤波；增强模块对第二目标窗口的进行的增强为边缘导向滤波增强。
[0021]进一步的，还包括系数加权整合模块，所述加权整合模块用于对第一目标窗口和第二目标窗口的处理进行系数加权整合。
[0022]进一步的，还包括图像质量评价模块和参数调整模块，所述图像质量评价模块用于对原始图像进行图像质量评价，参数调整模块用于根据图像质量评价得到的不同的分值设定放大时候的相关参数。
【附图说明】
[0023]图1为本发明方法流程图；
[0024]图2为本发明系统模块图；
[0025]图3为描述本发明的一些实例。
[0026]附图标记说明:
[0027]201、图像质量评价模块；
[0028]202、放大模块；
[0029]203、分区块模块；
[0030]204、参数调整模块；
[0031]205、匹配模块；
[0032]206、增强模块；
[0033]207、图像叠加模块；
[0034]208、系数加权整合模块。
【具体实施方式】
[0035]为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
[0036]本发明将要介绍的是一种放大图像的方法，包括图1所展示的如下步骤，步骤SlOl将原始图像放大得到目标图像；随后进行S102遍历目标图像中的像素，判断像素所在区块属于边缘区块、平坦区块或纹理丰富区块；根据S102的判断结果，对应处理有多种方式；若判断属于平坦区块，进行步骤S103不作处理；若判断属于边缘区块，则进行步骤S104,以该像素一定邻域范围内的像素为第一目标窗口，在原始图像中寻找匹配窗口 ；然后进行步骤S106，将匹配窗口上的高频信息叠加到第一目标窗口上；若判断属于纹理丰富区块，则进行步骤S105，以该像素一定邻域范围内的像素为第二目标窗口 ；并在S107对第二目标窗口进行导向滤波增强；在一些实施例中，一个经过S104-S106而获取的第一目标窗口，和经过S105-S107而获取的第二目标窗口，可在步骤S108进行加权整合。经过上述各种处理后的结果可用于增强该像素点所在区块
[0037]在步骤S101，一实施例将原始图像放大得到目标图像。放大方法包括一步放大到目标图像的大小，或者逐步放大到目标图像的大小。比如，如果需要将原始图像放大到原始图像的2倍大，可以一步到位将原始图像放大2倍，也可以先将原始图像通过第一步放大3/2倍，再通过第二步放大4/3倍，以达到放大2倍(3/2 X 4/3 = 2)的效果。当采用多步放大时，每完成一步放大而获得的临时放大图像，将经历S102-S108的增强处理后，再实施下一步的放大和增强。
[0038]如图3所示，将原始图像310 (包含24个像素)放大2.25倍后获得的目标图像320包含54个像素。放大之后的目标图像中会包括一些不存在原始图像中的像素。这些不存在的像素可以根据原始图像中的一些原有像素推算出来，也可以用拷贝一些原始图像中的临近像素的方法来生成这些不存在的像素。如果未经进一步的处理，这些之前不存在而通过估算获得的像素还是会减低目标图像的清晰度。
[0039]在步骤S102，一实施例遍历目标图像中的每个像素，并判断该像素所在区块属于平坦区块、边缘区块、或纹理丰富区块。比如图3所示，在处理像素4-6时，可以设定以该像素为中心的一个区块(比如，包括像素3-5，3-6，3-7，4-5，4-6，4-7，