一种基于内容的主体大小能控的图像缩放方法

摘要

一种基于内容的主体大小能控的图像缩放方法，属信息技术领域。该方法包括梯度计算、显著度获取、重要度计算、网格初始化、网格变形及图像内容映射六个步骤。其中，步骤2中提出的基于稀疏特征的多分辨率显著度模型比现有主流方法能更精确地识别出同一图像中不同大小的主体区域；步骤3中提出采用梯度和显著度的加权平均作为重要度能更好地标识出图像中主体的边界及内部区域；步骤5中提出的网格变形能量能根据重要度进行优化控制：使重要度大的网格尽可能的接近指定比例因子的统一缩放，而将因图像大小、长宽比变化引起的变形尽量集中在重要度小的同构区域内，从而达到保护图像中主体区域不变形的同时，能满足用户根据内容控制主体大小的需求。

主权项

1.一种基于内容的主体大小能控的图像缩放方法，包括梯度计算、显著度获取、重要度权重计算、自适应网格初始化、基于重要度权重的网格变形及图像内容逆向映射六个步骤，其特征在于：a.梯度计算：分别求取R、G、B三个通道的梯度模值，再对其平均值进行归一化；b.显著度获取：先从原图像中生成七层高斯金字塔，接着分别在各层采用现有的基于稀疏特征的视觉关注度模型来求取各层的显著度，之后从分辨率高的层的显著图S¹中得到权重图：接着，采用权重合并各层的显著度得到显著度图S：N＝7；c.重要度权重计算：对图像梯度图G和显著度图S求加权平均得到图像重要度图W：W＝βG+(1-β)S；d.自适应网格初始化：先将原图像按20×20生成规则矩形网格，之后根据目标图像大小对网格进行统一缩放，再对缩放后的网络按以下准则优化：式中w_i，j是i，j边所在网格权重的平均值，v′_i和v′_j是i，j边的两个端点的坐标；e.基于重要度权重的网格变形：首先构造网格变形能量D_u：式中下标i和j表示网格顶点的编号，i，j边是端点编号为i和j的网格顶点所确定的网格边，E(f)为单元网格的边，f为单元网格，F表示单元网格集，v_i、v_j是原始网格中 的编号为i和j的网格点坐标，v′_i、v′_j是变形后的网格中编号为i和j的网格点坐标，α是控制主体大小的参数，主体大小与α值成正比，当α＝1时，主体大小趋近于原图中的大小，w_f为单元网格权重，是单元网格中各像素的平均值；s_f是单元网格的统一变形比例，通过最小化单元网格变形量D_u(f)获得，即D_u(f)对s_f求偏导数再令其等于零：另外，采用现有的网格线弯曲能量D_l：l_i，j＝||(v′_i-v′_j)||/||(v_i-v_j)||最终，总的网格变形能量D为：D＝D_u+D_l；f、图像内容逆向映射：先计算变形后单元网格各顶点的坐标变化量，后用双线性插值求出单元网格内部各像素点的坐标变化量；这样目标图像中的每个像素点就对应于原图像中的一个实数坐标，最后用该实数坐标位置四邻域内的像素点颜色线性插值得到目标图像对应像素点的像素值。