对图像进行调整大小的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机程序和系统的领域，并且更具体地涉及用于对图像进行调整大 小的方法、系统以及程序。
【背景技术】
[0002] 感知内容的图像重新定向涉及图像处理，在图像处理中，根据其内容来对图像进 行调整大小。在不移除图像的像素（与图像裁剪相反）或不使相关的内容失真（与图像缩 放相反，其中减小了像素大小）的情况下来改变图像的大小。
[0003] 在 Seam carving for content-aware image resizing (作者 Avidan 和 Shamir， 在 proceeding of SIGGRAPH'07ACM SIGGRAPH 2007, Article No. 10)中，相邻像素的垂直 和水平线从图像中移除，以减小图像的大小。通过添加相邻像素的线来完成对图像大小的 增加。执行对图像有效性成本的计算，以便驱动算法并且告知算法要移除相邻像素的哪条 线。
[0004] 然而，细缝裁剪可能在图像中产生伪像，这是因为当移除垂直线条时只移除了图 像中的每行的一个像素。所述移除在图像中产生了间断，所述间断也是这类方法的特性。
[0005] -次性移除一个像素或一组像素是分立的变换方法的特性。然而，这样的分立的 变换方法全部经受了相同的缺陷；由于通过移除或聚集开始不连续的像素而产生的间断， 所以这样的分立的变换方法会产生严重的伪像。
[0006] 分立的变换方法与连续变换方法的不同，在连续的变换方法中，连续的数学函数 向像素指派新的位置，并且由于这些位置并不总是整数位置而计算机存储器中表示的图像 像素的位置却总是整数，所以需要插值（线性、二次......）来恢复图像。公知的连续变换 方法通常通过插值来处理应用至图像的连续变换。
[0007] 然而，这些变换也仅仅是被限定在图像上的单元中的仿射收缩，并且同样，这些变 换在可能产生伪像的图像上只是分段平滑的，尤其是在单元的边缘处。这些方法还需要清 楚地计算折叠，即，当变换使其自身折回时，像素简单地从图像中消失，导致令人不悦的视 觉结果。
[0008] 在这样的情况下，仍需要一种用于对图像进行调整大小的改进方法。
【发明内容】
[0009] 因此，本发明提供了用于对图像I进行调整大小的计算机实现的方法。所述方法 包括如下步骤：
[0010] -提供要调整大小的图像I ;
[0011] -通过计算要调整大小的图像中的每一个像素的有效性来提供图像有效性；
[0012] -提取所述有效性图像的原始空间域；
[0013] -提供变换T 0，所述变换T 0由控制点的集合从所述原始空间域到调整大小后的空 间域被参数化为插值样条；
[0014] -将所述原始空间域细分为单元，每一个单元由所述控制点的集合的子集来进行 限定；
[0015] -针对每一个单元，计算所述单元中的像素的有效性的加权平均值，使用所述插值 样条来进行计算所述加权平均值；
[0016] -通过将具有更小的加权平均值的单元的一个或多个控制点进行移位来使所述原 始空间域的单元变形；
[0017] -使用被移位的一个或多个控制点来计算所述图像I的空间域上的变换T0;
[0018] -通过将所计算的变换T0应用至要调整大小的图像I的空间域，来计算调整大小 后的图像J。
[0019] 所述方法可以包括如下内容中的一个或多个：
[0020]-所提供的变换！\为微分同胚变换T 0，使得J(X) = IOV1(X)),其中，I为要调 整大小的图像，J为调整大小后的图像，X为所述原始空间域（Ω)中给定像素的位置；
[0021] -所述微分同胚变换！\由方程式T 0= x+u 0 (X)定义，其中，X为所述原始空间域 (Ω)中给定像素的位置，并且U0(X)是移位函数，其中u是从所述原始空间域（Ω)到调整 大小后的空间域（Ω'）的映射；
[0022] -变换！^被参数化为自由变形插值样条，并且其中，移位函数u 0 (X)由如下方程 式限定：
[0023]
【主权项】
1. 一种用于对图像I进行调整大小的计算机实现的方法，所述方法包括如下步骤： -提供（SlO)要调整大小的所述图像I ; -通过计算要调整大小的所述图像中的每一个像素的有效性来提供图像有效性 (S20)； -提取（S30)有效性图像的原始空间域（Ω); -提供（S40)变换T 0，所述变换T 0由控制点的集合参数化为插值样条，所述变换T 0从 所述原始空间域（Ω)到调整大小后的空间域（Ω'）； -将所述原始空间域（Ω)细分（S50)为单元，每一个单元由所述控制点的集合中的子 集限定； -针对每一个单元，计算（S60)所述单元中的所述像素的有效性的加权平均值，所述加 权平均值是使用所述插值样条进行计算的； -通过对具有更小加权平均值的所述单元中的一个或多个控制点进行移位来对所述原 始空间域（Ω)中的所述单元进行变形（S70); -使用所移位的一个或多个控制点来计算（S80)所述图像I的空间域上的变换T0; -通过将所计算出的变换！\应用至要调整大小的所述图像I的所述空间域来计算 (S90)调整大小后的图像J。
2. 根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所提供的变换T 0是微分同胚变换 T e，使得J (X) = I (T ^ (X))，其中，I是要被调整大小的所述图像，J是所述调整大小后的图 像，X是所述原始空间域（Ω)中给定的像素的位置。
3. 根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中，所述微分同胚变换T 0由方程式T 0 = x+ue(x)限定，其中，X是所述原始空间域（Ω)中所述给定的像素的位置，并且U0( x)是 移位函数，其中，u是从所述原始空间域（Ω)到所述调整大小后的空间域（Ω'）的映射。
4. 根据权利要求3所述的计算机实现的方法，其中，所述变换T 0被参数化为自由变形 插值样条，并且其中，移位函数U0 (X)由如下方程式定义：
其中，8°、81、82、83是三次8-样条函数，0是表示所述控制点的函数，^是水平方向上 的两个控制点之间的空间，sh是垂直方向上的两个控制点之间的空间，X ￥是在水平轴上所 述原始空间域（Ω)中的像素的位置，Xh是在垂直轴上所述原始空间域（Ω)中的像素的位 置。
5. 根据权利要求4所述的计算机实现的方法，其中，所述控制点的集合形成栅格，并且 Θ是表示控制点的栅格的函数。
6. 根据权利要求4至5中的任一项所述的计算机实现的方法，其中，针对每一个单元计 算所述单元中的像素的有效性的加权平均值的所述步骤利用如下函数执行：
其中，〇(^是所还保妬纪丨日」碘（Li;的'刀、凶，sU;衣不所従1兴的令双T王囹傢。
7. 根据权利要求6所述的计算机实现的方法，其中，所述分区Ω (i j是由所述单元覆盖 的域。
8. 根据权利要求1至7中的任一项所述的计算机实现的方法，其中，从所述有效性图像 提取的所述原始空间域（Ω)与所述要调整大小的图像I的所述空间域（Ω)相同。
9. 根据权利要求1至8中的任一项所述的计算机实现的方法，其中，计算调整大小后的 图像J的所述步骤包括减小或增大图像大小。
10. -种计算机程序，包括用于执行根据权利要求1-9中的任一项所述方法的指令。
11. 一种计算机可读存储介质，其上记录有根据权利要求10所述的计算机程序。
12. -种包括耦合至存储器的处理器的系统，所述存储器在其上记录了根据权利要求 10所述的计算机程序。
【专利摘要】本发明尤其涉及用于对图像I进行调整大小的计算机实现的方法。所述方法包括如下步骤：-提供要调整大小的图像I；-通过计算要调整大小的图像中的每一个像素的有效性来提供图像有效性；-提取所述有效性图像的原始空间域；-提供变换Tθ，所述变换Tθ由控制点的集合参数化为插值样条，所述变换Tθ从Ω到调整大小后的空间域Ω'；-将Ω细分为单元，每一个单元由所述控制点的集合中的子集限定；-针对每一个单元，计算所述单元中像素的有效性的加权平均值，所述加权平均值使用插值样条来进行计算；-通过将具有更小加权平均值的单元的一个或多个控制点进行移位来对Ω的单元进行变形；-使用被移位的一个或多个控制点来计算所述图像I的空间域上的变换Tθ；-通过将计算出的变换Tθ应用至要调整大小的图像I的空间域上来计算调整大小后的图像J。
【IPC分类】G06T3-40
【公开号】CN104732479
【申请号】CN201410802540
【发明人】F·米歇尔
【申请人】达索系统公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月19日
【公告号】CA2875426A1, EP2887305A1, US20150178889