一种边缘导向的自适应图像插值方法及其VLSI实现装置

摘要

一种边缘导向的自适应图像插值方法及其VLSI实现装置，计算源图像像素点梯度幅值和梯度方向，通过比较梯度幅值与局部自适应阈值获得边缘信息，边缘方向为梯度方向的垂直方向；将边缘方向分类，利用边缘信息进行滤波，将图像分为规则边缘和非边缘区域。规则边缘区域沿边缘方向插值，且根据边缘信息的分类分别采用基于局部梯度信息的改进双三次插值方法、斜向双三次插值方法、斜向双线性插值方法进行图像插值；非边缘区域采用基于局部梯度信息的改进双三次插值方法进行图像插值；本发明的装置包括边缘信息提取模块，自适应插值模块、输入行场以及缩放后行场同步控制模块。本发明能显著提高高倍率缩放下的图像插值效果，有利于集成电路架构实现。

主权项

一种边缘导向的自适应图像插值方法，其特征在于，包括以下步骤：1）计算源图像像素点的梯度幅值和梯度方向，通过比较梯度幅值和局部自适应阈值获得边缘信息，边缘方向为梯度方向的垂直方向；2）将边缘方向分类成8个角度域，采用边缘信息滤波方法对边缘信息进行滤波，以使源图像分为规则边缘区域与非边缘区域；其中，所述的滤波方法的步骤如下：2.1）选取待插值点pi周围4x4阵列的16个像素点作为pi的边缘信息滤波参考点，4x4阵列为参考阵列，统计4x4阵列中边缘点个数，记为counter；在4x4阵列的边缘点中统计边缘方向分类的8个角度域中各个角度域的边缘点个数，记为edge_counter(m),m=0,1,…7，找出8个角度域中边缘点分布最多的角度域mmax，mmax的边缘点个数记为max_edge_counter，mmax的边缘点方向记为max_edge_region；2.2）若counter≥4，并且有max_edge_counter/counter>th时，则pi处于规则边缘区域，pi的边缘方向为max_edge_region，插值时pi沿边缘方向插值；否则，pi处于非边缘区域；其中，th表示判定阈值；3）将边缘方向分类成的8个角度域划分成角度类Ⅰ、角度类Ⅱ以及角度类Ⅲ；当待插值点pi处于规则边缘区域时，若pi处于角度类Ⅰ中，则采用基于局部梯度信息的改进双三次插值方法进行图像插值；若pi处于角度类Ⅱ中，则采用斜向双三次插值方法进行图像插值；若pi处于角度类Ⅲ中，则采用斜向双线性插值方法进行图像插值；当pi处于非边缘区域时，采用基于局部梯度信息的改进双三次插值方法进行图像插值。