專利名稱：一種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理技術(shù)領(lǐng)域的方法，尤其是涉及一種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法。
背景技術(shù)：
圖像的上采樣和反走樣技術(shù)是圖像處理技術(shù)的重要領(lǐng)域，在超分辨率方面起到了很大的作用。過(guò)去的拍攝技術(shù)低下造成了很多圖片的模糊和分辨率較低，通過(guò)對(duì)這些圖片 進(jìn)行處理，可以恢復(fù)圖片和進(jìn)行高保真清晰的放大，因此具有廣泛的應(yīng)用性。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Lei Yang等人在《ACM Transactions onGraphics (Presented at SIGGRAPH 2011), Volume 30Issue 3, Article No. 22》上發(fā)表的“Antialiasing Recovery”論文中提出了一種根據(jù)原始圖片和經(jīng)過(guò)非線性濾波造成損害的圖片結(jié)合來(lái)進(jìn)行抗鋸齒處理的方法。該方法能有效的處理折線、文字等由于放大或者濾波而造成的損失，但是需要原始圖片進(jìn)行結(jié)合處理，且相對(duì)位置要求不變，需要的條件較多，應(yīng)用范圍窄。此外，F(xiàn)reedman等人《ACM Transactions on Graphics (TOG), April 2011，Volume30 Issue 2 Article No. 12》上發(fā)表的 “ Image and Video Upscaling from LocalSelf-Examples”論文中提到了一種上采樣的方法，該方法能夠通過(guò)一種非線性濾波器對(duì)圖片進(jìn)行上采樣處理，得到清晰的高分辨率圖片。但是經(jīng)過(guò)濾波處理后的圖片有時(shí)會(huì)出現(xiàn)鋸齒和走樣，有些地方會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤點(diǎn)，使得放大后的高分辨率圖片效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可提高圖片清晰度和分辨率、實(shí)用性強(qiáng)的利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)—種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法，該方法包括以下步驟第一步對(duì)原始圖片O進(jìn)行預(yù)處理，增加圖片像素，得到預(yù)處理圖片L ；第二步利用下采樣濾波器對(duì)預(yù)處理圖片L進(jìn)行下采樣濾波處理，然后利用上采樣濾波器進(jìn)行上采樣濾波處理，得到原始圖片O的低通部分；第三步將原始圖片O與低通部分相減，得到原始圖片O的高通部分H，判斷是否存在單個(gè)像素點(diǎn)或小像素塊異?，F(xiàn)象，若是，則進(jìn)行矯正和反走樣處理；第四步利用區(qū)域自相似原理對(duì)預(yù)處理圖片L進(jìn)行自相似處理，尋找預(yù)處理圖片L上與高通部分相似的位置，利用映射關(guān)系將高通信息匹配到預(yù)處理圖片L中，得到和預(yù)處理圖片L相同像素點(diǎn)的更為清晰的圖片S ；第五步判斷自相似處理后的圖片S是否存在鋸齒化現(xiàn)象，若是，則對(duì)處理后的圖片和預(yù)處理圖片L進(jìn)行抗鋸齒化邊緣處理，得到更為平滑的高清圖片R。所述的第一步中的預(yù)處理為對(duì)原始圖片進(jìn)行(N-I) N比例增加圖片像素點(diǎn)的擴(kuò)展處理。所述的第二步的下采樣濾波處理具體是指對(duì)每N個(gè)像素進(jìn)行卷積計(jì)算得到總數(shù)為N-I的結(jié)果，具體函數(shù)可表示如下D(L) (n) = (L(n)*dp(_n) (Nq+p))其中D 為下采樣濾波器，P = n mod(N-I), q = (n-p) / (N-I), (Jp (_n)為第 p 個(gè)濾波器dp(dp = Cl1,... ,dN), 為離散卷積和的符號(hào)，η為第η個(gè)像素點(diǎn)。所述的第二步的上采樣濾波處理具體是指對(duì)每N-I個(gè)像素進(jìn)行卷積計(jì)算，具體函數(shù)可表示如下
權(quán)利要求
1.一種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 第一步對(duì)原始圖片O進(jìn)行預(yù)處理，增加圖片像素，得到預(yù)處理圖片L ； 第二步利用下采樣濾波器對(duì)預(yù)處理圖片L進(jìn)行下采樣濾波處理，然后利用上采樣濾波器進(jìn)行上采樣濾波處理，得到原始圖片O的低通部分； 第三步將原始圖片O與低通部分相減，得到原始圖片O的高通部分H，判斷是否存在單個(gè)像素點(diǎn)或小像素塊異?，F(xiàn)象，若是，則進(jìn)行矯正和反走樣處理； 第四步利用區(qū)域自相似原理對(duì)預(yù)處理圖片L進(jìn)行自相似處理，尋找預(yù)處理圖片L上與高通部分相似的位置，利用映射關(guān)系將高通信息匹配到預(yù)處理圖片L中，得到和預(yù)處理圖片L相同像素點(diǎn)的更為清晰的圖片S ； 第五步判斷自相似處理后的圖片S是否存在鋸齒化現(xiàn)象，若是，則對(duì)處理后的圖片和預(yù)處理圖片L進(jìn)行抗鋸齒化邊緣處理，得到更為平滑的高清圖片R。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法，其特征在于，所述的第一步中的預(yù)處理為對(duì)原始圖片進(jìn)行(N-I) N比例增加圖片像素點(diǎn)的擴(kuò)展處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法，其特征在于，所述的第二步的下采樣濾波處理具體是指 對(duì)每N個(gè)像素進(jìn)行卷積計(jì)算得到總數(shù)為N-I的結(jié)果，具體函數(shù)可表示如下 D (L) (n) = (L (n) ^dp (-n) (Nq+p)) 其中 D 為下采樣濾波器，P = n mod (N-I), q = (n-p) / (N-I), dp(_n)為第 p 個(gè)濾波器 dp(dp=Cl1,... ,dN), 為離散卷積和的符號(hào)，η為第η個(gè)像素點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法，其特征在于，所述的第二步的上采樣濾波處理具體是指 對(duì)每N-I個(gè)像素進(jìn)行卷積計(jì)算，具體函數(shù)可表示如下
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法，其特征在于，所述的第三步中的像素點(diǎn)異常是指圖片的RGB值大于255或者小于O ; 所述的矯正和反走樣處理包括中通濾波處理，所述的中通濾波處理的公式為
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法，其特征在于，所述的第四步中的自相似處理具體是指對(duì)圖片H中每個(gè)MXM區(qū)域進(jìn)行相似匹配，并映射補(bǔ)充到圖片L中，得到圖片S，S = L+γΗ，其中，Y是一個(gè)常數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法，其特征在于，所述的Y =0.01。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法，其特征在于，所述的第五步中的抗鋸齒化邊緣處理具體為 對(duì)于非邊緣點(diǎn)A，高清圖片R等于S，即R㈧=S(A)； 利用Sobel邊緣檢測(cè)器檢測(cè)圖像的邊緣位置，對(duì)于邊緣點(diǎn)B，根據(jù)如下公式計(jì)算R ⑶=i3B(aBK(a) + (l-aB)R(b)) + (l-i3B)L(B) 其中 β B = G (disB, ο ) (1-G (eB, δ ))
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用卷積濾波和抗鋸齒分析增強(qiáng)圖像分辨率的方法，該方法包括以下步驟對(duì)原始圖片O進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理圖片L；利用濾波器對(duì)預(yù)處理圖片L依次進(jìn)行下采樣濾波處理和上采樣濾波處理，得到原始圖片O的低通部分；將原始圖片O與低通部分相減，得到原始圖片O的高通部分；對(duì)預(yù)處理圖片L進(jìn)行自相似處理，尋找預(yù)處理圖片L上與高通部分相似的位置，利用映射關(guān)系將高通信息匹配到預(yù)處理圖片L中，得到和預(yù)處理圖片L相同像素點(diǎn)的更為清晰的圖片S；判斷自相似處理后的圖片S是否存在鋸齒化現(xiàn)象，若是，則對(duì)處理后的圖片和預(yù)處理圖片L進(jìn)行抗鋸齒化邊緣處理，得到更為平滑的高清圖片R。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有可提高圖片清晰度和分辨率、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102831589SQ20121031360
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者李勝男, 盛斌, 林曉, 李宜凝, 馬利莊 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)