基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及移動(dòng)顯示設(shè)備相關(guān)的多媒體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及圖像尺寸與當(dāng)前顯示設(shè)備尺寸不一致時(shí)基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法。本發(fā)明提供了一種可以避免圖像不協(xié)調(diào)，徹底解決結(jié)構(gòu)斷裂和變形扭曲的時(shí)基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放的方法。它通過(guò)對(duì)縫切割所分割的兩個(gè)子圖進(jìn)行切縫對(duì)齊和變形來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像縮放，該方法可以有效消除縫切割圖像縮放存在結(jié)構(gòu)斷裂的問(wèn)題。本發(fā)明可以在縮放圖像的同時(shí)保持圖像結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和重要的圖像信息，從而有利于用戶觀察和欣賞圖像信息。
【專利說(shuō)明】基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動(dòng)顯示設(shè)備相關(guān)的多媒體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及圖像尺寸與當(dāng)前顯 示設(shè)備尺寸不一致時(shí)基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著多媒體技術(shù)和視頻成像技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)越來(lái)越多的圖像顯示設(shè)備，如 手機(jī)、電視、平板電腦、筆記本電腦等。圖像顯示設(shè)備的發(fā)展有利于我們更好地共享和交換 信息，但也使?jié)撛诘膯?wèn)題也越發(fā)明顯。不同的顯示設(shè)備有不同的分辨率，一幅圖像有固定分 辨率，如果一幅圖像分辨率不同于當(dāng)前的顯示設(shè)備，就應(yīng)該增加或減少圖像內(nèi)容來(lái)適應(yīng)設(shè) 備，改變圖像尺寸的過(guò)程稱為圖像縮放。
[0003] 傳統(tǒng)的圖像尺寸調(diào)整方法有裁剪和縮放，裁剪是完全刪除圖像的某些對(duì)象，而縮 放同時(shí)減少圖像中所有對(duì)象的信息，沒(méi)有考慮對(duì)象的重要性。傳統(tǒng)的方法容易造成圖像有 不協(xié)調(diào)的縱橫比，或失去圖像中有重要信息的對(duì)象。近幾年，出現(xiàn)了很多基于圖像內(nèi)容的圖 像縮放方法，縫切割圖像縮放方法會(huì)導(dǎo)致圖像變形扭曲，對(duì)縫切割的改進(jìn)方法都只改變了 切縫的位置，不能徹底解決結(jié)構(gòu)斷裂和變形扭曲的問(wèn)題。其它圖像縮放方法或存在過(guò)多的 人工交互，或會(huì)導(dǎo)致圖像結(jié)構(gòu)變形扭曲。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可以避免圖像不協(xié)調(diào)，徹底解決結(jié)構(gòu)斷裂 和變形扭曲的時(shí)基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放的方法。
[0005] -種基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法，包括如下步驟：
[0006] 1)使用基于圖割的縫切割方法得到最優(yōu)切割線，將圖像切成兩幅子圖；
[0007] 2)將縫切割所得的較小的子圖與切縫對(duì)齊，使用由粗到細(xì)的切縫對(duì)齊方法，具體 步驟如下所示：
[0008] (1)雙向動(dòng)態(tài)規(guī)劃尋找像素級(jí)特征點(diǎn)匹配，分別匹配切縫與子圖的邊緣，保留其中 雙向匹配的像素點(diǎn)；
[0009] (2)分段尋找非特征像素點(diǎn)匹配，將特征點(diǎn)匹配對(duì)之間的普通點(diǎn)進(jìn)行匹配；
[0010] (3)二等分插值方法尋找亞像素級(jí)匹配，在像素級(jí)匹配點(diǎn)對(duì)之間二等分插值出亞 像素點(diǎn)，為尚未匹配的點(diǎn)匹配亞像素級(jí)點(diǎn)；
[0011] (4)像素級(jí)匹配尋找更精細(xì)的亞像素級(jí)匹配，將每個(gè)像素級(jí)匹配點(diǎn)進(jìn)行十等分得 到亞像素級(jí)點(diǎn)；
[0012] 3)根據(jù)切縫對(duì)齊結(jié)果和逆向映射原理，求解泊松方程得到較小子圖的全部點(diǎn)的偏 移量；根據(jù)當(dāng)前子圖偏移量和切縫前圖像相對(duì)于原圖的坐標(biāo)，可以得到變形后的子圖上相 對(duì)于原圖的坐標(biāo)；再用雙線性插值得到變化后的子圖，拼接兩幅子圖可得變形結(jié)果。優(yōu)選 的，所述步驟1)中，圖像I被切縫s分割成兩幅子圖像I1和I2，假設(shè)I1比I2小，切縫s信 息存儲(chǔ)在數(shù)組C中，I1和I2的切割邊緣S1和S2的信息分別存儲(chǔ)在數(shù)組C1和C2中，則s是 圖像I中（C[y],y)(y= 1，2. . .n)的集合。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟1)中縫切割方法定義切縫s的能量函數(shù)為：
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法，其特征在于：包括如下步驟： 1) 使用基于圖割的縫切割方法得到最優(yōu)切割線，將圖像切成兩幅子圖； 2) 將縫切割所得的較小的子圖與切縫對(duì)齊，使用由粗到細(xì)的切縫對(duì)齊方法，具體步驟 如下所示： (1) 雙向動(dòng)態(tài)規(guī)劃尋找像素級(jí)特征點(diǎn)匹配，分別匹配切縫與子圖的邊緣，保留其中雙向 匹配的像素點(diǎn)； (2) 分段尋找非特征像素點(diǎn)匹配，將特征點(diǎn)匹配對(duì)之間的普通點(diǎn)進(jìn)行匹配； (3) 二等分插值方法尋找亞像素級(jí)匹配，在像素級(jí)匹配點(diǎn)對(duì)之間二等分插值出亞像素 點(diǎn)，為尚未匹配的點(diǎn)匹配亞像素級(jí)點(diǎn)； (4) 像素級(jí)匹配尋找更精細(xì)的亞像素級(jí)匹配，將每個(gè)像素級(jí)匹配點(diǎn)進(jìn)行十等分得到亞 像素級(jí)點(diǎn)； 3) 根據(jù)切縫對(duì)齊結(jié)果和逆向映射原理，求解泊松方程得到較小子圖的全部點(diǎn)的偏移 量；根據(jù)當(dāng)前子圖偏移量和切縫前圖像相對(duì)于原圖的坐標(biāo)，可以得到變形后的子圖上相對(duì) 于原圖的坐標(biāo)；再用雙線性插值得到變化后的子圖，拼接兩幅子圖可得變形結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法，其特征在于：所 述步驟1)中，圖像I被切縫s分割成兩幅子圖像I1和I2，假設(shè)I1比I2小，切縫s信息存儲(chǔ) 在數(shù)組C中，I1和I2的切割邊緣S1和S2的信息分別存儲(chǔ)在數(shù)組C1和C2中，則s是圖像I 中（C[y],y)(y= 1，2. . .η)的集合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法，其特征在于：所 述步驟1)中縫切割方法定義切縫s的能量函數(shù)為：
3d 式中，I為大小為nXm的圖像；e(/) =$/ + $/用于求解像素梯度，I(Si)= I(X(i)，i)表示第i行的像素集合，即E(s)記錄圖像I中每個(gè)像素的梯度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法，其特征在于：所 述步驟2)中計(jì)算兩點(diǎn)之間匹配度的能量函數(shù)：
式中： te表示s上的點(diǎn)，ts表示S1上的點(diǎn)； E是包含當(dāng)前點(diǎn)的RGB三通道顏色以及它們?cè)赬和y方向上的梯度，即E=(11(.；,VRx,Vi<.yGx,VGy,VBx,VBv)； PeNte，qeNts分別表示te和ts的8領(lǐng)域像素集合，n為一個(gè)正數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法，其特征在于： 所述步驟2)中所述匹配范圍為：1.D1Hy=-D1 [y-Ι]彡2 2.D1 [y]_y彡1其中，Djy](y= 1, 2. ··η)表示S1上的C1 [Djy]]點(diǎn)與s上的C[y]點(diǎn)匹配。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法，其特征在于：所 述步驟2)中D1中存在多對(duì)一的點(diǎn)，8卩D1 [i] =DJi-I]的情況，存在多對(duì)一的點(diǎn)都是特征 不明顯的點(diǎn)，而我們?cè)诘谝徊教卣髅黠@的匹配，于是去除s到S1多對(duì)一的匹配，令D1 [i]= D1Iii-I] = 0,D[i] =O表示i點(diǎn)無(wú)相應(yīng)的匹配點(diǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法，其特征在于：所 述步驟2)中所述雙向動(dòng)態(tài)規(guī)劃是指在匹配s和S1的同時(shí)，考慮了s和S2的匹配的影響，若 當(dāng)前點(diǎn)與S2上的也有匹配點(diǎn)，說(shuō)明該點(diǎn)的特征明顯。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法，其特征在于：對(duì) 于非特征像素點(diǎn)，采用像素顏色和坐標(biāo)的能量函數(shù) M(te，ts) =IIE(te)-E(ts)II(6) 式中te表示s上的點(diǎn)，ts表示S1上的點(diǎn)，E= (R,G,B,X，y),X和y為當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于切縫對(duì)齊和變形校正的圖像縮放方法，其特征在于：所 述步驟3)用以下方法計(jì)算整個(gè)區(qū)域的偏移量：
式中fp是變形區(qū)域的P點(diǎn)的偏移量，f,是fp的四鄰域的偏移量集合，Ω為變形區(qū)域。 對(duì)公式8求導(dǎo)等于0得到公式9 :
式中/；為fp已知領(lǐng)域的偏移量，INpI為fp的未知領(lǐng)域個(gè)數(shù)且InpI彡4 ; 對(duì)公式9求解泊松方程，得到整個(gè)變形區(qū)域的偏移量。
【文檔編號(hào)】G06T5/50GK104318516SQ201410356719
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】劉春曉, 蘇利萍 申請(qǐng)人:浙江工商大學(xué)