多维查找表的生成方法及装置、图像缩放处理方法及装置的制造方法

文档序号:9418169阅读:313来源:国知局
多维查找表的生成方法及装置、图像缩放处理方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数字图像处理的技术领域,尤其涉及一种图像缩放处理方法及装置, 以及用于图像缩放处理的多维LUT (查找表)的生成方法及装置。
【背景技术】
[0002] 现有技术中,图像处理应用的非常广泛,例如扫描装置对原始画像扫描之后,要经 过一定的图像处理算法,才能得到清晰的扫描图像。常用的图像处理算法主要有最近邻域 插值、双线性插值以及双三次线性插值等。最近邻域插值是较为简单的一种插值算法,但是 放大后的图像容易出现较明显的马赛克或锯齿现象。双线性插值算法能够明显消除锯齿现 象,但会退化图像的高频部分,造成图像的模糊。双三次插值算法是双线性插值算法的改 进,但是算法比较复杂,参数运算量大。使用上述这些图像缩放算法,容易造成图像中的物 体缩放至难以辨认或扭曲的程度,图像处理整体上效果不佳。同时经过上述几种缩放算法 处理之后的图像,容易丢失源图像的文字或者线条等边缘特征信息,不利于源图像特征信 息的有效还原。
[0003] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题,一种解决方式是:利用滤波器原理实 现图像缩放处理,缩放效果由滤波系数与滤波掩膜区域相应像素的卷积运算决定,通过调 节滤波系数滤波控制每个掩膜区域效果。这种图像缩放处理技术对图像整个范围均具有良 好的跟踪特性,处理后的图像光滑、轮廓清晰,并且具有节省硬件资源等优点。
[0004] 发明人在实现本发明的过程中发现,上述方案仍存在着不足:在缩放处理的计算 过程中,需要考虑多个滤波系数所进行的卷积运算。由于卷积运算过程中参数的运算量大, 导致这种方案的图像缩放处理速度较慢,整体作业效率较低。

【发明内容】

[0005] 本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中由滤波系数等的卷积运算决 定缩放效果的图像缩放技术存在着效率较低的不足。
[0006] 本发明首先提供了一种用于图像缩放处理的多维查找表(LUT)的生成方法,其 中,该方法包括:确定图像的当前邻域内的行方向上的像素点数量和列方向上的像素点数 量、图像数据的位深、对图像数据的位深进行分段的取值步长、对图像的行进行缩放的行缩 放倍率和对图像的列进行缩放的列缩放倍率;根据所述行方向上的像素点数量和列方向上 的像素点数量、位深、取值步长、行缩放倍率和列缩放倍率,确定所述多维LUT的维度;根据 所述取值步长、位深以及所述的维度,确定所述多维LUT的输入部分的像素值;计算生成所 述多维LUT的输出部分的像素值。
[0007] 优选地,根据所述行方向上的像素点数量和列方向上的像素点数量、位深、取值步 长、行缩放倍率和列缩放倍率,确定所述多维LUT的维度,包括:根据表达式H =( (2~bit) / T+l) ~ (mXn)确定所述多维LUT的行数;对于图像缩小处理,根据表达式L = mXX+nXY+1 确定所述多维LUT的列数;对于图像放大处理,根据表达式L = mXn+mXXXnXY确定所述 多维LUT的列数;其中,m为所述行方向上的像素点数量,η为所述列方向上的像素点数量, bit为所述位深,T为所述取值步长,X为所述行缩放倍率,Y为列缩放倍率,H为所述多维 LUT的行数,以及L为所述多维LUT的列数。
[0008] 优选地,根据所述取值步长、位深以及所述多维LUT的维度,确定所述多维LUT的 输入部分的像素值,包括:根据所述位深,确定所述图像的像素值的范围;根据所述取值步 长,将所述图像的像素值的范围进行分段;根据各段的始末值确定所述多维LUT的输入部 分的每一行各列的像素值。
[0009] 优选地,所述多维LUT的输入部分具有mXn列,邻域内的像素点的像素值的范围 为[0,2~bit-l],根据所述取值步长将所述图像的像素值的范围分为(2~bit)/T+l段,所述 多维LUT输入部分的每一列各行的像素值为0、T、2T、3T、……、2~bit-1-T、2~bit-l中的一 个;其中,m为所述行方向上的像素点数量,η为所述列方向上的像素点数量,bit为所述位 深,以及T为所述取值步长。
[0010] 优选地,计算生成所述多维LUT的输出部分的像素值,包括:根据所述行缩放倍 率、列缩放倍率和取值步长,获取邻域数据组成的索引像素矩阵;根据所述行缩放倍率和列 缩放倍率确定预处理矩阵;对所述索引像素矩阵和预处理矩阵进行卷积运算,获取预处理 参数;根据所述预处理参数,针对所述图像当前邻域内的文本、边界或图像信息,生成相应 的输出像素值。
[0011] 优选地,针对所述图像当前邻域内的文本、边界或图像信息,生成相应的输出像素 值,包括:针对所述图像当前邻域内的文本或边界信息,利用手动调节、预设表达式或者所 述索引像素矩阵中的最小值、最大值或平均值确定所述输出像素值;针对所述图像当前邻 域内的图像信息,利用手动调节、预设表达式或者所述索引像素矩阵中的平均值确定所述 输出像素值。
[0012] 优选地,对于缩小处理,所述输出像素值生成单元利用如后所述的预设表达式确 定所述输出像素值:LUT_0utput = pX (Max-Min)/2~(bit+l)+average ;对于放大处理,所 述输出像素值生成单元利用如后所述的预设表达式确定所述输出像素值:LUT_0utput = pX (Max-Min)/2~ (bit+1) +邻域插值数据;其中,LUT_0utput为所述输出像素值,p为所述 预处理参数,Max为所述索引像素矩阵中的最大值,Min为所述索引像素矩阵中的最小值, average为所述索引像素矩阵中的平均值,以及bit为所述图像数据的位深。
[0013] 优选地,该方法包括:在当前邻域内的像素点的像素值在所述多维LUT中找不到 对应的输出值时,选取所述多维LUT中与所述像素点的像素值相邻的两行数据对应的输出 值的平均值作为所述像素点的像素值的输出值;或者选取所述多维LUT中与所述像素点的 像素值距离较近的数据对应的输出值作为所述像素点的像素值的输出值。
[0014] 本发明还提供了一种用于图像缩放处理的多维查找表(LUT)的生成装置,其中, 该装置包括:参数确定模块,确定图像的当前邻域内的行方向上的像素点数量和列方向上 的像素点数量、图像数据的位深、对图像数据的位深进行分段的取值步长、对图像的行进行 缩放的行缩放倍率和对图像的列进行缩放的列缩放倍率;维度确定模块,根据所述行方向 上的像素点数量和列方向上的像素点数量、位深、取值步长、行缩放倍率和列缩放倍率,确 定所述多维LUT的维度;输入确定模块,根据所述取值步长、位深以及所述多维LUT的维度, 确定所述多维LUT的输入部分的像素值;计算模块,计算生成所述多维LUT的输出部分的像 素值。
[0015] 优选地,所述维度确定模块包括:行数确定单元,根据表达式H = ((2~bit)/ Τ+?Γ(πιΧη)确定所述多维LUT的行数;列数确定单元,对于图像缩小处理,根据表达 式L = mXX+nXY+1确定所述多维LUT的列数;对于图像放大处理,根据表达式L = mXn+mXXXnXY确定所述多维LUT的列数;其中,m为所述行方向上的像素点数量,η为所 述列方向上的像素点数量,bit为所述位深,T为所述取值步长,X为所述行缩放倍率,Y为 列缩放倍率,H为所述多维LUT的行数,以及L为所述多维LUT的列数。
[0016] 优选地,所述输入确定模块根据所述位深,确定所述图像的像素值的范围;根据 所述取值步长,将所述图像的像素值的范围进行分段;并根据各段的始末值确定所述多维 LUT的输入部分的每一行各列的像素值。
[0017] 优选地,所述多维LUT的输入部分具有mXn列,邻域内的像素点的像素值的范 围为[0, 2~bit-l],所述输入确定模块根据所述取值步长将所述图像的像素值的范围分 为(2~bit)/T+l段,所述多维LUT输入部分的每一列各行的像素值为0、T、2T、3T、……、 2~bit-1-T、2~bit-l中的一个;其中,m为所述行方向上的像素点数量,η为所述列方向上的 像素点数量,bit为所述位深,以及T为所述取值步长。
[0018] 优选地,所述计算模块包括:索引像素矩阵获取单元,根据所述行缩放倍率、列缩 放倍率和取值步长,获取邻域数据组成的索引像素矩阵;预处理矩阵确定单元,根据所述行 缩放倍率和列缩放倍率确定预处理矩阵;预处理参数获取单元,对所述索引像素矩阵和预 处理矩阵进行卷积运算,获取预处理参数;输出像素值生成单元,根据所述预处理参数,针 对所述图像当前邻域内的文本、边界或图像信息,生成相应的输出像素值。
[0019] 优选地,所述输出像素值生成单元针对所述图像当前邻域内的文本或边界信息, 利用手动调节、预设表达式或者所述索引像素矩阵中的最小值、最大值或平均值确定所述 输出像素值;针对所述图像当前邻域内的图像信息,利用手动调节、预设表达式或者所述索 引像素矩阵中的平均值确定所述输出像素值。
[0020] 优选地,对于缩小处理,对于缩小处理,所述输出像素值生成单元利用LUT_0utput =pX (Max_Min)/2~ (bit+l)+average这一所述预设表达式确定所述输出像素值;对于放 大处理,所述输出像素值生成单元利用LUT_0utput = pX (Max-Min)/2~ (bit+Ι) +邻域插值 数据这一所述预设表达式确定所述输出像素值;其中,LUT_0utput为所述输出像素值,p为 所述预处理参数,Max为所述索引像素矩阵中的最大值,Min为所述索引像素矩阵中的最小 值,average为所述索引像素矩阵中的平均值,以及bit为所述图像数据的位深。
[0021] 优选地,该装置包括:选取模块,在当前邻域内的像素点的像素值在所述多维LUT 中找不到对应的输出值时,选取所述多维LUT中与所述像素点的像素值相邻的两行数据对 应的输出值的平均值作为所述像素点的像素值的输出值;或者选取所述多维LUT中与所述 像素点的像素值距离较近的数据对应的输出值作为所述像素点的像素值的输出值。
[0022] 本发明还提供了一种图像缩放处理方法,其中,该方法包括:根据预设的缩放倍 率,对源图像数据进行遍历,获取基于所述源图像形成的映射矩阵;将所述映射矩阵中的像 素值映射到对应的根据如上所述的方法生成的多维查找表的输入部分所在的行和列;根据 所述行和列获取对应的输出部分作为缩放处理之后的结果图像。
[0023] 本发明还提供了一种图像缩放处理装置,其中,该装置包括:遍历模块,根据预设 的缩放倍率,对源图像数据进行遍历,获取基于所述源图像形成的映射矩阵;映射模块,将 所述映射矩阵中的像素值映射到对应的根据如上所述的方法生成的多维查找表的输入部 分所在的行和列;获取模块,根据所述行和列获取对应的输出部分作为缩放处理之后的结 果图像。
[0024] 与现有技术相比,本发明在进行图像缩放处理时,直接应用LUT,通过在LUT中查 找与图像当前邻域内像素点的像素值对应的输出作为图像缩放处理的结果,降低了图形缩 放处理的运算量,大大提高了图像缩放处理的速度和效率。经过本发明的技术方案进行的 缩放处理之后的图像,光滑而且不会丢失特征信息,相比当前由滤波系数等的卷积运算决 定缩放效果的技术方案而言,一定程度上降低了计算复杂度,提升了图像缩放处理的速度, 提高了图像缩放处理的作业效率。
[0025] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变 得显而易见,或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在 说明书、权利要求书以及附图中所特别指
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