用于图像放大处理过程中的快速双线性插值方法

摘要

本发明公开了一种用于图像放大处理过程中的快速双线性插值方法，先在原图像上的坐标系中直接进行插值操作，再从原图像到目标图像进行映射，使得图像放大处理过程中的遍历操作减少，边界像素也可以在统一的程序框架中处理；在行方向和列方向上分别进行插值，去除了冗余的插值计算；插值运算全部采用整数加减法和整数移位运算，这几个方面使得用双线性插值进行图像放大的速度得到了提高，采用本发明的快速插值方法进行图像放大，在图像放大倍数为2～10倍时，算法的运算速度提高了4～10倍，且算法的加速比随着放大倍数的增加而增加。

主权项

1.一种用于图像放大处理过程中的快速双线性插值方法，其特征在于对于大小为m×n的原图像和大小为M×N的目标图像，定义原图像和目标图像都以左上角像素作为坐标原点，右方向为x正方向，向下方向为y正方向，原图像坐标系中点的坐标为(x，y)，目标图像像素坐标为(x′，y′)，定义两个数组，Pre_Row和Cur_Row，临时存储原图像A行方向上插值得到的数据，Cur_Row存储当前行插值得到的数据，Pre_Row存储前面一行插值得到的数据，然后采用以下步骤获得目标图像像素点的灰度值：1)准备在原图像的列方向x坐标方向和行方向y坐标方向上分别以步长stepx，stepy进行插值，stepx＝(n-1)/(N-1)；stepy＝(m-1)/(M-1)，用j表示原图像的行编号，j为0到M-1之间的正整数；2)在原图像的行方向上进行插值，得到在原图像坐标系中x＝i′×stepx，y＝j的点的灰度值A(i′×stepx，j)，i′为0到N-1之间的正整数，为放大图像的列编号，将得到的插值结果存到数组Cur_Row中，即Cur_Row[i′]＝A(i′×stepx，j)；3)判断原图像的行数，如果是第0行，即j＝0，继续下一步，如果j≠0，转到6)；4)将数组Cur_Row中的值赋给目标图像的第0行，即令B(i′，0)＝Cur_Row[i′]，i′为0到N-1之间的正整数；5)将Cur_Row数组的值赋给Pre_Row数组，即：Pre_Row[i′]＝Cur_Row[i′]，i′为0到N-1之间的正整数，转到7)；6)令原图像当前的行编号为j，以Pre_Row[i′]，Cur_Row[i′]作为[0，1]区间的两个端点的像素值，即f(0)＝Pre_Row[i′]，f(1)＝Cur_Row[i′]，用整数移位运算和整数加减法进行线性插值，得到目标图像B在x′＝i′，y′＝k的像素灰度值$B(i^{\prime },k)=\tilde{f}(k\times \mathrm{stepy}-j+1),$其中k×stepy-j+1为[0，1]区间的一个实数，用整数移位运算和整数加减法进行线性插值的具体步骤为：对于[0，1]区间的任何一个实数x，定义p为不大于x×8+0.5的最大整数，如果p为0，则$\tilde{f}\left(x\right)=f\left(0\right);$ 如果p为1，则$\tilde{f}\left(x\right)=f\left(0\right)+((f\left(1\right)-f\left(0\right))>>3;$如果p为2，则$\tilde{f}\left(x\right)=f\left(0\right)+((f\left(1\right)-f\left(0\right))>>2;$如果p为3，则$\tilde{f}\left(x\right)=((f\left(0\right)+f\left(1\right))>>1)-((f\left(1\right)-f\left(0\right))>>3);$如果p为4，则$\tilde{f}\left(x\right)=(f\left(0\right)+f\left(1\right))>>1;$如果p为5，$\tilde{f}\left(x\right)=((f\left(0\right)+f\left(1\right))>>1)+((f\left(1\right)-f\left(0\right))>>3);$如果p为6，$\tilde{f}\left(x\right)=f\left(1\right)+((f\left(0\right)-f\left(1\right))>>2);$如果p为7，$\tilde{f}\left(x\right)=f\left(1\right)+((f\left(0\right)-f\left(1\right))>>3;$ 如果p为8，$\tilde{f}\left(x\right)=f\left(1\right);$其中＞＞为右移位运算，转到5)；7)判断下一图像的行数，如果j≤m-1，转到2)，否则结束处理过程。