基于双三次插值的自适应图像缩放方法

摘要

一种基于双三次插值的自适应图像缩放方法，首先对源图像进行高斯模糊操作，以消除那些在低分辨率情况下无法显示的细节信息，避免缩放图像失真，然后查找目标图像像素点在源图像上的对应像素点位置，自适应选取对应像素点周围m个采样像素点，根据双三次插值函数求出每个采样像素点对应的权重值，根据m个采样像素点的权重值和m个采样像素点的像素值，加权求和得到缩放后的图像的像素值，最后对缩放后的图像进行锐化操作，使图像边缘清晰，得到目标图像。

主权项

一种基于双三次插值的自适应图像缩放方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)记录源图像src的宽度sw和高度sh，以及目标图像dst的宽度dw和高度dh；2)对源图像src进行高斯模糊，得到高斯模糊图像g_blur，3)根据源图像的高度值sh及目标图像dst的高度值dh，对所述步骤2)中得到的高斯模糊图像g_blur按列进行双三次自适应插值缩放，得到中间插值图像t_image，具体步骤如下：对目标图像dst从上向下逐行计算归一化后的行权重xw，所述归一化后的行权重xw组成行权重数组x_array，然后按列提取所述步骤2)中得到的高斯模糊图像g_blur中的每一列的像素并按顺序组成列数组inpix，将所述高斯模糊图像g_blur中第xc列、第xr行像素的上下共xm个像素的像素值分别乘以行权重数组x_array中对应的权重值fxw得到xm个加权结果rx，并将得到的所有加权结果rx相加得到中间像素xp，作为中间插值图像t_image中的第xc列、第xr行的像素，所述中间像素xp的像素值；按上述方法计算得到中间插值图像t_image的所有中间像素xp，组成中间插值图像t_image；所述归一化后的行权重xw的计算方法为：31)求出缩放比例xsca＝sh/dh，根据xpos＝xd×xsca计算出目标图像dst的第xd行在高斯模糊图像g_blur中的对应位置xpos，32)求得选取的第一行的行序数和最后一行的行序数并计算选取的行个数xm＝lpos‑fpos+1，33)令行序数xs分别为fpos,fpos+1,...,lpos，求出行序数xs与xpos在y方向的距离xa，将所述距离xa除以xsca，得到规范后的行距离xdis，将所述规范后的行距离xdis代入双三次插值函数：式中，fxw为双三次插值权重值，B为图像模糊调节程度，B∈[0,1]，C为锯齿现象的调节程度，C∈[0,1]，x₂为输入变量，确定高斯模糊图像g_blur的调整后的行序数xsn，当xs＜0时，xsn＝0，当xs＞sh‑1时，xsn＝sh‑1，当0≤xs≤sh‑1时，xsn＝xs，由目标图像dst行序数xd、高斯模糊图像g_blur的调整后的行序数xsn和双三次插值权重值fxw组成权重元素ew，按上述方法求取所有xm个权重元素ew，由所述xm个权重元素ew组成目标图像dst第xd行权重xw1，将所述权重xw1中的双三次插值权重值fxw进行归一化得到所述归一化后的行权重xw；4)根据源图像的宽度值sw及目标图像的宽度值dw，对所述步骤3)中得到的中间插值图像t_image按行进行双三次自适应插值缩放，得到缩放图像r_image，具体步骤如下：对目标图像dst从上向下逐列计算归一化后的列权重yw，所述归一化后的列权重组成列权重数组y_array，然后按行提取所述步骤3)中得到的中间插值图像t_image中的每一行的像素并按顺序组成行数组inpix，将所述中间插值图像t_image中第yc列、第yr行像素的左右共ym个像素的像素值分别乘以列权重数组y_array中对应的权重值fyw得到ym个加权结果ry，并将得到的所有的加权结果ry相加得到缩放像素yp，作为缩放图像r_image中的第yc列、第yr行的像素，所述缩放像素yp的像素值；按上述方法计算得到缩放图像r_image的所有缩放像素yp，组成缩放图像r_image；所述归一化后的列权重yw的计算方法为：41)求出缩放比例ysca＝sw/dw，根据ypos＝yd×ysca计算出目标图像dst的第yd行在中间插值图像t_image中的对应位置ypos，42)求得选取的第一列的列序数和最后一列的列序数并计算选取的列个数ym＝lypos‑fypos+1，43)令列序数ys分别为fypos,fypos+1,...,lypos，求出列序数ys与ypos在x方向的距离ya，将所述距离ya除以ysca，得到规范后的列距离ydis，将所述规范后的列距离ydis代入所述步骤33)中的插值函数，得到双三次插值权重值fyw，确定中间插值图像t_image的调整后的列序数ysn，当ys＜0时，ysn＝0，当ys＞sw‑1时，ysn＝sw‑1，当0≤ys≤sw‑1时，ysn＝ys，由目标图像dst列序数yd、中间插值图像t_image的调整后的列序数ysn和双三次插值权重值fyw组成权重元素yew，按上述方法求取所有ym个权重元素yew，由所述ym个yew组成目标图像dst第yd行权重ywa，将所述权重ywa中的双三次插值权重值fyw进行归一化得到所述归一化后的列权重yw，5)对所述步骤4)得到的缩放图像r_image进行反遮罩锐化操作，得到目标图像dst。