CN102096902A - 考虑十字处理的图像处理方法、数字图像缩放方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种考虑十字处理的图像处理方法、一种数字图像缩放方法及数字图像缩放装置，其中，所述考虑十字处理的图像处理方法包括：获取当前像素点检测参数的值；将所述当前像素点检测参数的值与当前像素点的四个对角像素点的检测参数的值进行比较，统计与所述当前像素点接近的对角像素点的个数；将当前像素点检测参数的值与其设定邻近点检测参数的值进行比较，确认所述当前像素点是否位于十字交叉处。本发明各实施方式准确地对位于十字交叉的像素点进行识别，有效地将位于十字交叉的像素点与普通的边缘点进行区分，在考虑了图像中存在的十字交叉的同时，也照顾到图像中的边缘效果，提高了图像显示质量。

Description

考虑十字处理的图像处理方法、数字图像缩放方法及装置

技术领域

本发明涉及视频图像处理领域，尤其涉及考虑十字处理的图像处理方法、数字图像缩放方法及装置。

背景技术

平面液晶显示器因体积小，功耗低，得到了越来越广泛的应用。然而，由于液晶显示器是固定分辨率，当原始输入图像分辨率与显示器的分辨率不匹配时，简单地进行图片的缩放会严重影响到图片缩放之后的显示质量，因此，有必要进行图像的空间缩放以满足显示要求。

根据图像插值所采用的数据信息的分布位置，图像缩放方法通常可分为不考虑边缘的图像缩放方法和基于边缘的图像缩放方法。其中，所述不考虑边缘的图像缩放方法，忽视位于边缘的数据信息以及位于非边缘数据信息的性质差别，并对其进行相同的处理，处理方法比较简单，硬件实现也比较容易，但是缩放后的图像边缘往往模糊不清，视觉效果比较差。而所述基于边缘的图像缩放方法，通过对位于边缘的数据信息进行特殊的补偿处理，通常具有较好的缩放后图像视觉效果，但是，这种补偿处理相对复杂，而且进行补偿处理的数据量庞大，使得运算时间比较长，硬件实现也相对困难。此外，正是由于对所有位于边缘的数据信息不加区分，统一进行补偿处理，从而带来了十字效应。所述十字效应是一种在对图像中所存在的交叉图形进行缩放时在交叉位置或尖端产生的异常凸起或其它变形。参考图1和图2，图1为原始图像中的交叉图形，图2为对图1的图形进行缩放后所获得的对应图形。其中，当对区域M进行缩放后所获得的对应区域M’，相对于原区域M，在交叉位置产生了异常的凸起；而与区域N对应的区域N’则在尖端产生了变形。

事实上，在数字图像处理技术方面，人们针对图像缩放的方法进行了大量的研究。专利号为03111801、名称为“数字图像缩放集成电路的设计方法”的中国专利公开了一种数字图像缩放集成电路设计方法，向上缩放和向下缩放由单一电路实现。专利号为200410102692.7、名称为“一种图像缩放的方法”的中国专利公开了一种图像缩放的方法。通过建立查找表进行缩放，降低了算法的复杂度。以上的方法有个共同的特点，就是都没有考虑图像中的边缘方向，在插值过程中只利用了空间位置信息来判定待插值点与周围点的相关性，事先确定与图像内容无关的插值系数。这种处理方式，使得在物体边缘或细节处不相关的两部分内容被组合生成插值点，图像的边缘部分会被模糊掉，图像质量不佳。

此外，申请号为200810084587.3、名称为“图像缩放方法及装置”的中国专利申请公开了一种图像缩放方法，通过计算边缘强度，边缘角度，平滑性来构造滤波器，考虑了图像中的边缘，但是没有考虑图像中所存在的十字交叉的情况，很容易出现十字效应，而且方法复杂，不易于集成电路的实现。

目前公开的图像缩放方法现有技术未能提供一种解决方案，既考虑了图像中存在的十字交叉，同时也照顾到图像中的边缘效果，从而使缩放后的图像呈现出色的显示效果。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种考虑十字处理的图像处理方法、数字图像缩放方法及装置，考虑了图像中存在的十字交叉，同时也照顾到图像中的边缘效果，并且便于集成电路的设计和实现。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种考虑十字处理的图像处理方法，包括：获取当前像素点检测参数的值；将所述当前像素点检测参数的值与当前像素点的四个对角像素点的检测参数的值进行比较，统计与所述当前像素点接近的对角像素点的个数；将当前像素点检测参数的值与其设定邻近点检测参数的值进行比较，确认所述当前像素点是否位于十字交叉处。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种数字图像缩放方法，包括根据缩放比例，确定插值像素点的空间位置；判断是否存在十字交叉的情况并确定每个插值像素点的相关方向；根据所述相关方向，确定所述插值像素点的内插方式，并对所述插值像素点进行内插。

此外，本发明还提供了一种数字图像缩放装置，包括：空间位置计算模块，用于根据缩放前图像的宽和高、缩放后图像的宽和高以及缩放比例，计算获得插值像素点的空间位置；相关方向判定模块，用于判断是否存在十字交叉的情况并确定每个插值像素点的相关方向；第一内插模块，用于在相关方向为非零的任意值时，采用基于边缘的图像插值方法；第二内插模块，用于在相关方向为零时，采用不考虑边缘的图像插值方式；内插方式选择模块，用于根据所述相关方向判定模块所获得的相关方向，确定所述插值像素点的内插方式，并选择通过所述第一内插模块或所述第二内插模块对所述插值像素点进行内插。

相较于现有技术，本发明考虑十字处理的图像处理方法的各种实施方式中，有效地利用当前像素点与周围邻近点的关系，通过将当前像素点与其对角像素点进行比较之后，进一步与设定邻近点进行比较和确认，能够有效地将位于十字交叉的像素点与普通的边缘点进行区分，准确地对位于十字交叉的像素点进行识别。此外，通过合理地设置用于与当前像素点进行比较的设定邻近点，可在保证识别结果的前提下，有效地减少计算量，节约判断时间，从而提高图像显示质量。

与现有技术相比，本发明数字图像缩放方法及装置的各种实施方式中，在确定所述插值象素点相关方向的过程中，有效地将十字交叉的情况与普通边缘区分开来，并针对十字交叉与普通边缘的情况选择不同的内插方式，结合相关方向实现插值，从而既考虑到了十字交叉的情况，也有效地保护了物体边缘，抑制信息的模糊，进而实现出色的图像显示。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1和图2是现有技术的图像缩放过程中所形成的异常的示意图；

图3是本发明考虑十字处理的图像处理方法一种实施方式的流程示意图；

图4是如图3所示步骤S20一种实施方式的流程示意图；

图5是如图4所示步骤S23一种实施方式中的像素示意图；

图6是本本发明考虑十字处理的图像处理方法一种实施方式中十字交叉类型示意图；

图7是本发明数字图像缩放方法一种实施方式的流程示意图；

图8是如图7所示步骤S1一种实施方式的流程示意图；

图9是如图8所示步骤S101一种实施方式中所插入像素的示意图；

图10是图8所示步骤S102一种实施方式中的像素位置示意图；

图11是本发明数字图像缩放方法一种实施方式中的相关方向示意图；

图12是如图7所示步骤S2一种实施方式的流程示意图；

图13是如图12所示步骤S210一种实施方式的流程示意图；

图14是如图13所示步骤S211一种实施方式中的像素位置示意图；

图15是本发明数字图像缩放装置一种实施方式的结构示意图；

图16是如图15所示相关方向判定模块一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

发明人通过长期的研究实践，发现通过统计与当前像素点的检测参数值接近的对角像素点的个数，当接近的对角像素点为三个时，通过进一步将当前像素点的检测参数与设定的邻近点进行比较，能够有效地识别十字交叉，从而有效地将十字交叉处的像素点与普通边缘位置的像素点相区分，并进一步分别对两种情况进行不同的处理，从而能够在获得较清晰的边缘效果的同时，避免十字效应和尖端效应。

下面结合附图和具体实施例，对本发明实施方式进行进一步说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参考图3，本发明提供了一种考虑十字处理的图像处理方法，其实施方式可包括：

步骤S10，获取当前像素点检测参数的值；

步骤S20，将所述当前像素点检测参数的值与当前像素点的四个对角像素点的检测参数的值进行比较，统计与所述当前像素点接近的对角像素点的个数；

步骤S30，将当前像素点检测参数的值与其设定邻近点检测参数的值进行比较，确认所述当前像素点是否位于十字交叉处。

具体来说，所述检测参数可为当前像素点的灰阶。在步骤S10中可采用现有的技术手段对所述检测参数的值进行测量和获取。本领域技术人员应当理解，所述检测参数的类型以及对所述检测参数的值的获取方式、步骤并不应对本发明思路造成限制。

参考图4，步骤S20可包括：

步骤S21，对与当前像素点呈对角的四个像素点的检测参数值进行计算。

步骤S22，将当前像素点检测参数的值与四个对角像素点检测参数的值进行比较；具体来说，计算所述两个检测参数的值的差值，若所述差值小于相似阀值，则该对角像素点与当前像素点相接近，反之，则不接近。其中，可根据图像品质、客户要求等对所述相似阀值进行设定。

当遍历当前像素点的四个对角像素点之后，执行步骤S23，统计与该当前像素点接近的对角像素点的数量。

在具体实施例中，参考图5，像素点a1、a2和a3位于如图所示十字交叉位置。分别将像素点a1、a2和a3的检测参数值与其各自所对应的对角像素点的检测参数值进行比较，将与当前像素点具有较为接近的对角像素点的数量表示为N_x，其中，x表示所述当前像素点。

以像素点a1为例，其具有四个对角像素点，分别是像素点101、像素点102、像素点103和像素点104，由于像素点101、像素点102和像素点103与像素点a1同属于图像区，而像素点104属于空白区，因此，像素点101、像素点102和像素点103与像素点a1较为接近，而像素点104与像素点p1相差较大。因此N₁＝3。同理，对于像素点a2和像素点a3，分别有N₂＝3以及N₃＝3。

发明人经过长期的研究和实验，发现位于十字交叉处的像素点必然存在这样的规律，该特征，即当前像素点都具有三个与其成对角分布且检测参数值接近的像素点。利用该特征可有效地对十字交叉处的象素点进行检测和判别，也就是说，在与当前像素点的检测参数值接近的对角像素点的数目不等于3的情况下，可立刻判断出不存在十字交叉。而另一方面，并非具有该特征的像素点都位于十字交叉处，因此，在与当前像素点的检测参数值接近的对角像素点的数目等于3的情况下，还需要进一步通过步骤S30进行确认。

当通过步骤S20得知当前像素点满足上述特征时，执行步骤S30。其中，所述设定邻近点具体可包括：当前像素点的左上点、右二上点、正上点、上二点、左下点、右下点中至少两个或多个的组合，以及当前像素点的右上点、左二上点、正上点、上二点、右下点、左下点中至少两个或多个的组合。

考虑到所述十字交叉与所选取的邻近点之间的对应关系，在步骤S20进行比较和确认之前，还可根据所述十字交叉的开口方向对所述设定邻近点进行进一步设定。参考图6，为表述方便，依次将如图6所示A-D四种类型的十字交叉分别定义为呈45度、呈135度、呈反向45度以及呈反向135度的十字交叉。

具体来说，对于呈45度以及呈反向45度的所述十字交叉，可将所述邻近点设置为：当前像素点的左上点、右二上点、正上点、上二点、左下点以及右下点中至少两个或多个的组合；对于呈135度以及呈反向135度的所述十字交叉，可将所述邻近点设置为：当前像素点的右上点、左二上点、正上点、上二点、左下点以及右下点中至少两个或多个的组合。

进一步地，对于呈45度的十字交叉，可将所述邻近点设置为：当前像素点的左上点、右二上点、正上点以及上二点的组合；对于呈135度的十字交叉，可将所述邻近点设置为：当前点的右上点、左二上点、正上点以及上二点的组合；对于呈反向45度以及呈反向135度的十字交叉，可将所述邻近点设置为：当前点的左下点和右下点。

接着，在根据所设置的邻近点进行判断，从而确认所述当前像素点是否位于该十字交叉处。

具体地，对于呈45度的十字交叉，当所述当前像素点检测参数的值与所述左上点检测参数的值差别较大，且与所述右二上点检测参数的值较接近，且和正上方点检测参数的值差别较大，可确认所述当前像素点位于呈45度的十字交叉中；或者，当所述当前像素点检测参数的值与所述左上点检测参数的值差别较大，且与所述右二上点检测参数的值较接近，且和上二点检测参数的值很接近，可确认所述当前像素点位于呈45度的十字交叉中。

具体地，对于呈135度的十字交叉，当所述当前像素点检测参数的值与所述右上点检测参数的值差别较大，且与所述左二上点检测参数的值较接近，且和正上方点检测参数的值差别较大，可确认所述当前像素点位于呈135度的十字交叉中；或者，当所述当前像素点检测参数的值与所述右上点检测参数的值差别较大，且与所述左二上点检测参数的值较接近，且和上二点检测参数的值很接近，可确认所述当前像素点位于呈135度的十字交叉中。

具体地，对于呈反向45度的十字交叉，当所述当前像素点检测参数的值与所述左下点检测参数的值接近，且与所述右下点检测参数的值差别较大，可确认所述当前像素点位于呈反向45度的十字交叉中。

具体地，对于呈反向135度的十字交叉，当所述当前像素点检测参数的值与所述左下点检测参数的值差别较大，且与所述右下点检测参数的值较接近，可确认所述当前像素点位于呈反向135度的十字交叉中。

在上述具体的比较和确认过程中，所述差别较大可通过设置第一设定阈值，并将进行比较的两个值的差值与所述第一设定阈值进行比较后获得结果；所述很接近可通过设置第二设定阈值，并将进行比较的两个值得差值与所述第二设定阈值进行比较后获得结果。所述第一设定阈值以及第二设定阈值可根据所述检测参数的性质，以及图像品质、客户要求等进行设置。在具体实施例中，当所述检测参数为灰阶时，可将所述第一设定阈值设置为80-120，具体可为100；可将所述第二设定阈值设置为20-40，所述第二设定阈值可与所述相似阀值相同。

相较于现有技术，本发明考虑十字处理的图像处理方法的各种实施方式中，有效地利用当前像素点与周围邻近点的关系，通过将当前像素点与其对角像素点进行比较之后，进一步与设定邻近点进行比较和确认，能够有效地将位于十字交叉的像素点与普通的边缘点进行区分，准确地对位于十字交叉的像素点进行识别。此外，通过合理地设置用于与当前像素点进行比较的设定邻近点，可在保证识别结果的前提下，有效地减少计算量，节约判断时间，从而提高图像显示质量。

此外，参考图7，本发明还提供了一种数字图像缩放方法，其实施方式可包括：

步骤S1，根据缩放比例，确定插值像素点的空间位置；

步骤S2，根据上述考虑十字处理的图像处理方法判断是否存在十字交叉的情况并确定每个插值像素点的相关方向；

步骤S3，根据所述相关方向，确定所述插值像素点的内插方式，并对所述插值像素点进行内插。

在一种具体实施方式中，参考图8，步骤S1可包括：

步骤S101，根据缩放比例，确定插值像素点数目；

步骤S102，计算初始插值像素点在缩放后图像中的位置；

步骤S103，根据插值像素点之间的水平步长和垂直步长，计算每个插值像素点在缩放后图像中的位置。

在步骤S101中，例如，参考图9，为了实现将原图放大至原来尺寸的4倍，可将原图在横向放大2倍以及纵向分别放大2倍，因此，可在横向和纵向上分别各进行1倍像素点的插入，也就是说，可在每个原有的像素点S中插入4个新的插值像素点S1-S4。

接下来，执行步骤S102。参考图10，仍以放大4倍为例。缩放前后图像原点O不变，点P为缩放前图像中的初始像素200的中心点，点b1-b4分别为初始像素200中的四个插值像素点。其中，将点b1作为初始插值像素点。

在图像处理中，通常将一帧图像定义为一个像素的水平距离和垂直距离均为n个单位的矩阵。其中，n表示缩放比例或缩放的精度，n越大，缩放精度越高，缩放效果越好，但是电路实现也就越复杂；一般来说，n可设置为64、128或256。因此，初始像素200的中心点P与原点O之间形成具有n个单位的矩阵。

插值像素点之间的水平步长为h_step，垂直步长为v_step。其中，所述水平步长h_step以及所述垂直步长v_step可根据缩放前图像的宽w与高h、缩放后图像的宽W与高H以及缩放比例n而获得。具体地，水平步长h_step可为缩放前图像宽w和缩放比例n的乘积与缩放后图像宽W比值的整数部分，垂直步长v_step可为缩放前图像高h和缩放比例n的乘积与缩放后图像高H比值的整数部分；例如，h_step＝round(w*n/W)，v_step＝round(h*n/H)，round()表示四舍五入函数。

初始插值像素点b1相对于图像原点O的水平距离可包括初始插值像素点b1与点O’的水平距离以及点O与点O’的水平距离。其中，点O与点O’的水平距离为n/2，并且初始插值像素点b1与点O’的水平距离为h_step/2。因此，初始插值像素点b1相对于图像原点O的水平距离为h_step/2+n/2。类似的，初始插值像素点b1相对于图像原点O的垂直距离为v_step/2+n/2。于是，可获得初始插值像素点b1在缩放后图像中的坐标值为(h_step/2+n/2，v_step/2+n/2)。

接着，执行步骤S103。由于每个插值像素点之间的水平步长为h_step，垂直步长为v_step，因此可通过计算当前插值像素点与初始插值像素点b1之间的间隔，进而获得当前插值像素点在缩放后图像中的位置。例如，参考图10，插值像素点之间的水平步长为h_step，垂直步长为v_step，初始插值像素点b1在缩放后图像中的坐标值为(h_step/2+n/2，v_step/2+n/2)，则可获得：点b2坐标值为(3h_step/2+n/2，v_step/2+n/2)，点b3的坐标值为(h_step/2+n/2，3v_step/2+n/2)，点b4的坐标值为(3h_step/2+n/2，3v_step/2+n/2)。

在另一种实施方式中，步骤S1还可包括：对插值像素点之间的水平步长和垂直步长进行修正。具体来说，因为进行了定点化，会有微小误差，因此在每次进行插值操作时，可根据缩放后图像的宽与水平步长的乘积以及缩放前图像的宽与缩放比例的乘积的差值对水平步长进行修正，并根据缩放后图像的高与垂直步长的乘积以及缩放前图像的高与缩放比例的乘积的差值对垂直步长进行修正，从而有效地补偿舍入而带来的误差。

为了实现插值，除了获知插值像素点在缩放后图像的具体位置之外，还需要确定其相关方向，也就是其插值方向。参考图11，点O1-点O7分别为其所在像素的中心点，点e为点O2和点O3水平方向的中间点，点f为点O6和点O7水平方向的中间点。当插值像素点Q在由点O2、点O7、点f和点e所围成的区域内时，与当插值像素点Q在由点O3、点O6、点f和点e所围成的区域内时，用于确定相关方向的参考点不相同。也就是说，所述相关方向与所述插值像素点所插入的具体位置密切相关。在确定了具有最大相关性的相关方向后，数据内插将沿着相关方向进行，如果判断错误，图像效果将十分糟糕。

在具体实施中，为了获得较好的图像效果，通常可将所述相关方向划分为5个梯度，分别为-2、-1、0、1、2。其中，参考图11，当插值像素点Q在由点O3、点O6、点f和点e所围成的区域内时：相关方向为-2时，表示插值像素点Q的相关方向与点O1有关；相关方向为-1时，表示插值像素点Q的相关方向与点O2有关；相关方向为0时，表示插值像素点Q的相关方向与点O3有关；相关方向为1时，表示插值像素点Q的相关方向与点O4有关；相关方向为2时，表示插值像素点Q的相关方向与点O5有关。

参考图12，具体来说，步骤S2可包括：

步骤S210，计算每个插值像素点在缩放前图像中的位置；

步骤S220，根据步骤S210所获得的插值像素点在缩放前图像中的位置，计算各个相关方向的相关性的值；

步骤S230，根据上述考虑十字处理的图像处理方法判断是否存在十字交叉的情况，并确定插值像素点的相关方向。

参考图13，具体来说，步骤S210可包括：

步骤S211，计算初始插值像素点在缩放前图像中的位置。由于一个像素的水平距离和垂直距离均为n个单位，取所述初始插值像素点相对于n的余数，即可对所述初始插值像素点所对应的像素进行标识，所标识的像素即为缩放前图像中所述初始插值像素点所插入的像素。参考图14，在缩放前图象中，点P1-点P4分别为对应像素的中心点，点P1-点P4之间的水平距离和垂直距离分别是一个象素的宽度。插值像素点Q’与点P1具有垂直距离v_coef和水平距离h_coef。其中，垂直距离v_coef和水平距离h_coef分别可表示为：

v_coef＝mod(v_init_phase，n)

h_coef＝mod(h_init_phase，n)

其中，mod()为取余函数。

步骤S212，计算每一个插值像素点在缩放前图像中的位置。在一种具体实现中，可采用累加法，根据初始插值像素点在缩放图像中的位置以及水平步长、垂直步长，获得当前插值像素点在缩放前图像中的位置。

在步骤S220的一种具体实现中，可将所述相关方向划分为5个梯度，分别为-2、-1、0、1、2。具体来说，步骤S220可包括：

首先，可根据插值像素点在缩放前图像中的位置确定用于计算相关性的参考点，例如，参考图11，插值像素点Q在由点O2、点O7、点O6和点O3所围成的区域内，所述参考点可为点O7和点O6之一或其组合，甚至超过两点的多点组合。进一步地，当插值像素点Q在由点O2、点O7、点f和点e所围成的区域内时，可采用点O7，或点O7和点O6的组合，甚至包含点O7和点O6的超过两点的多点组合作为参考点；与当插值像素点Q在由点O3、点O6、点f和点e所围成的区域内时，可采用点O6，或点O6和点O7的组合，甚至包含点O6和点O7的超过两点的多点组合作为参考点。

接着，可计算该参考点与周围像素点的检测参数之间的差值，获得对应的相关性的值；例如，参考图11，以O6点为参考点，则与相关方向为-2相对应的相关性的值D_-2可通过D_-2＝|l₁-l₆|而获得，其中，l_x为点O_x的检测参数的值，所述检测参数可表示灰阶；类似的，与相关方向为-1相对应的相关性的值D_-1可通过D_-1＝|l₂-l₆|而获得，与相关方向为0相对应的相关性的值D₀可通过D₀＝|l₃-l₆|而获得，与相关方向为1相对应的相关性的值D₁可通过D1＝|l₄-l₆|而获得，与相关方向为2相对应的相关性的值D₂可通过D₂＝|l₅-l₆|而获得。

由于存在十字交叉的情况时，仅通过上述相关值的计算和比较以确定的相关方向并不能将十字交叉的情况和普通的边缘点进行区分，并且在步骤S3中，将用于普通的边缘点的插值方式应用于十字交叉的情况，从而使得十字交叉的交叉处出现了多余的修正，进而产生十字效应和尖端效应。此外，还需消除一些不规则分布所带来的干扰。

因此，执行步骤S230，具体来说，可包括：对是否存在十字交叉进行判别以及对是否存在其它干扰情况进行判别；根据不同情况分别确定当前插值像素点的相关方向。

其中，判别是否存在十字交叉的具体实施，可参见上述考虑十字处理的图像处理方法，在此不再赘述。当存在十字交叉的情况时，无论根据最小相关性所确定的相关方向为哪一个，将其相关方向设为相关方向0。

对于存在其它干扰情况的情况，例如对于图像空白处等情况，可将其相关方向设为相关方向0。这是由于在规则边缘区域，边缘方向的相关性明显高于垂直于边缘方向，而在不规则边缘区域，由于干扰作用，边缘方向没有主导性，各方向的差分随机分布，通常在垂直于最小梯度的方向有较小的差分值。因此，对于这类情况的插值像素点，采用相关方向为零进行处理。对存在其它干扰情况的判别可通过计算与当前插值像素点呈对角分布的四个像素点的检测参数值，并将其与当前插值像素的检测参数值进行比较，当当前插值像素点与其对角四个像素点的检测参数值相差都较大时，即存在其它干扰情况。

而对于其它插值像素点，通过比较相关性的值的大小确定当前插值像素点所对应的相关方向，与具有最小值的相关性所对应的相关方向即为该插值像素点的相关方向。

接下来，在确定了所述相关方向之后，执行步骤S3。具体来说，所述选择不同的内插方式可包括：对于属于斜边缘方向的情况，即其对应的相关方向为除了零之外的任何值，可采用常规任意一种基于边缘的图像插值方法，例如可重新计算参考点和相位，采用是2*2邻域内插的双线性插值方法；而对于不属于斜边缘方向的所有其他情况，即其对应的相关方向为零，可采用常规任意一种不考虑边缘的图像插值方法，例如可采用4*4的双三次内插方法。

参考图15，本发明还提供了一种数字图像缩放装置，可包括：

空间位置计算模块310，用于根据缩放比例，确定插值像素点的空间位置；

相关方向判定模块320，用于判断是否存在十字交叉的情况并确定每个插值像素点的相关方向；

内插方式选择模块330，用于根据所述相关方向，确定所述插值像素点的内插方式，并对所述插值像素点进行内插；

第一内插模块340，用于在相关方向为非零的任意值时，采用基于边缘的图像插值方法；

第二内插模块350，用于在相关方向为零时，采用不考虑边缘的图像插值方式。

其中，空间位置计算模块310通过缩放前图像的宽和高、缩放后图像的宽和高以及缩放比例计算获得插值像素点的空间位置。具体来说，根据缩放前图像的宽和高、缩放后图像的宽和高以及缩放比例可计算获得插值像素点的水平步长和垂直步长，并且进一步的，根据所述水平步长和垂直步长以及缩放比例可计算获得各个插值像素点在空间位置。

参考图16，相关方向判定模块320具体来说，可包括：相关值计算单元321，用于计算与插值像素点对应的相关性的值；十字交叉判断单元322，用于判定是否存在十字交叉的情况；干扰判断单元323，用于判断是否存在其它干扰的情况；相关方向判定单元324，用于根据相关值计算单元321的计算结果以及十字交叉判断单元322和干扰判断单元323的判断结果，获得插值像素点的相关方向。

其中，相关值计算单元321可根据插值像素点在缩放前图像中的位置选择对应的参考点，例如插值像素点所处区域的左下角点、右下角点之一或其组合，并通过计算所述参考点与其周围像素点的检测参数之间的差值，获得对应的相关性的值。

十字交叉判断单元322中，首先通过计算与当前像素点呈对角分布的四个像素点的检测参数值，并将所获得的结果与当前像素点的检测参数值进行比较，统计获得与当前像素点接近的对角像素点的个数；对于所述个数为3的情况，将当前像素点检测参数的值与其设定邻近点检测参数的值进行比较。所述比较具体来说，可包括：

当所述当前像素点检测参数的值与所述左上点检测参数的值差别较大，且与所述右二上点检测参数的值较接近，且和正上方点检测参数的值差别较大，可确认所述当前像素点位于呈45度的十字交叉中；或者，当所述当前像素点检测参数的值与所述左上点检测参数的值差别较大，且与所述右二上点检测参数的值较接近，且和上二点检测参数的值很接近，可确认所述当前像素点位于呈45度的十字交叉中；

当所述当前像素点检测参数的值与所述右上点检测参数的值差别较大，且与所述左二上点检测参数的值较接近，且和正上方点检测参数的值差别较大，可确认所述当前像素点位于呈135度的十字交叉中；或者，当所述当前像素点检测参数的值与所述右上点检测参数的值差别较大，且与所述左二上点检测参数的值较接近，且和上二点检测参数的值很接近，可确认所述当前像素点位于呈135度的十字交叉中；

对于呈反向45度的十字交叉，当所述当前像素点检测参数的值与所述左下点检测参数的值接近，且与所述右下点检测参数的值差别较大，可确认所述当前像素点位于呈反向45度的十字交叉中；

对于呈反向135度的十字交叉，当所述当前像素点检测参数的值与所述左下点检测参数的值差别较大，且与所述右下点检测参数的值较接近，可确认所述当前像素点位于呈反向135度的十字交叉中。

干扰判断单元323可对存在其它干扰情况的情况，例如对于图像空白处等情况进行判断，具体来说，可通过计算与当前插值像素点呈对角分布的四个像素点的检测参数值，并将其与当前插值像素的检测参数值进行比较，当当前插值像素点与其对角四个像素点的检测参数值相差都较大时，即存在其它干扰情况。

在相关方向判定单元324中，当十字交叉判断单元322或干扰判断单元323判断获得存在十字交叉或其它干扰时，其相关方向为零；其它情况下，通过比较相关值计算单元321所获得的相关性的值的大小确定当前插值像素点所对应的相关方向，与具有最小值的相关性所对应的相关方向即为该插值像素点的相关方向。

内插方式选择模块330，根据相关方向判定模块320所判定的相关方向，选择内插方式，从而决定是根据第一内插模块340或者是根据第二内插模块350进行插值计算。具体来说，对于属于斜边缘方向的情况，即其对应的相关方向为除了零之外的任何值，可采用第一内插模块340；而对于不属于斜边缘方向的所有其他情况，即其对应的相关方向为零，可采用第二内插模块350。

第一内插模块340，在具体实施中，可为2*2内插模块，根据四个参考点位置以及投影相位、场/帧信息等，采用2*2邻域内插双线性插值方法，获得缩放后的场/帧图像。

第二内插模块350，在具体实施中，可为4*4内插模块，根据16个参考点位置、插值点空间位置信息以及场/帧信息等，采用4*4双三次内插方法，获得缩放后的场/帧图像。

本发明数字图像缩放方法和装置的上述各实施方式，通过简单的计算和比较，获得可靠的判定结果，有效地实现了十字交叉的情况与普通边缘的区分，避免了十字效应和尖端效应，也保护了图像边缘，抑制信息的模糊，从而大大提高了图像的显示质量。

虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但这些较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种改正和补充，因此，本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。

Claims (24)

1.一种考虑十字处理的图像处理方法，其特征在于，至少包括：

获取当前像素点检测参数的值；

将所述当前像素点检测参数的值与当前像素点的四个对角像素点的检测参数的值进行比较，统计与所述当前像素点接近的对角像素点的个数；

将当前像素点检测参数的值与其设定邻近点检测参数的值进行比较，确认所述当前像素点是否位于十字交叉处。

2.如权利要求1所述的考虑十字处理的图像处理方法，其特征在于，所述将当前像素点检测参数的值与当前像素点的四个对角像素点的检测参数的值进行比较并统计与当前像素点接近的对角像素点的个数还包括：对与当前像素点呈对角的四个像素点的检测参数值进行计算。

3.如权利要求1所述的考虑十字处理的图像处理方法，其特征在于，与当前像素点的检测参数值接近的对角像素点的数目等于3时，将当前像素点检测参数的值与其设定邻近点检测参数的值进行比较。

4.如权利要求1所述的考虑十字处理的图像处理方法，其特征在于，所述设定邻近点包括：当前像素点的左上点、右二上点、正上点、上二点、左下点、右下点中至少两个或多个的组合，和/或当前像素点的右上点、左二上点、正上点、上二点、右下点、左下点中至少两个或多个的组合。

5.如权利要求4所述的考虑十字处理的图像处理方法，其特征在于，当所述当前像素点检测参数的值与其左上点检测参数的值差别较大且与其右二上点检测参数的值较接近且与其正上方点检测参数的值差别较大时，或者，当所述当前像素点检测参数的值与其左上点检测参数的值差别较大且与其右二上点检测参数的值较接近且与其上二点检测参数的值很接近，所述当前像素点位于呈45度的十字交叉中。

6.如权利要求4所述的考虑十字处理的图像处理方法，其特征在于，当所述当前像素点检测参数的值与其右上点检测参数的值差别较大且与其左二上点检测参数的值较接近且与其正上方点检测参数的值差别较大时，或者，当所述当前像素点检测参数的值与其右上点检测参数的值差别较大且与其左二上点检测参数的值较接近且与其上二点检测参数的值很接近，所述当前像素点位于呈135度的十字交叉中。

7.如权利要求4所述的考虑十字处理的图像处理方法，其特征在于，当所述当前像素点检测参数的值与其左下点检测参数的值接近，且与其右下点检测参数的值差别较大，所述当前像素点位于呈反向45度的十字交叉中。

8.如权利要求4所述的考虑十字处理的图像处理方法，其特征在于，当所述当前像素点检测参数的值与其左下点检测参数的值差别较大，且与其右下点检测参数的值较接近，所述当前像素点位于呈反向135度的十字交叉中。

9.一种数字图像缩放方法，其特征在于，包括：

根据缩放比例，确定插值像素点的空间位置；

判断是否存在十字交叉的情况并确定每个插值像素点的相关方向；

根据所述相关方向，确定所述插值像素点的内插方式，并对所述插值像素点进行内插。

10.如权利要求9所述的数字图像缩放方法，其特征在于，所述根据缩放比例确定插值像素点的空间位置包括：

根据缩放比例，确定插值像素点数目；

计算初始插值像素点在缩放后图像中的位置；

根据插值像素点之间的水平步长和垂直步长，计算每个插值像素点在缩放后图像中的位置。

11.如权利要求10中所述的数字图像缩放方法，其特征在于，所述根据缩放比例确定插值像素点的空间位置还包括：对插值像素点之间的水平步长和垂直步长进行修正。

12.如权利要求9所述的数字图像缩放方法，其特征在于，所述判断是否存在十字交叉的情况并确定每个插值像素点的相关方向至少包括：

计算每个插值像素点在缩放前图像中的位置；

根据所获得的插值像素点在缩放前图像中的位置，计算各个相关方向的相关性的值；

判断是否存在十字交叉的情况，并确定插值像素点的相关方向。

13.如权利要求12所述的数字图像缩放方法，其特征在于，所述根据所获得的插值像素点在缩放前图像中的位置，计算各个相关方向的相关性的值包括：根据所述插值像素点所在区域，根据其下方像素点之一或组合，确定用于计算相关性的参考点。

14.如权利要求12所述的数字图像缩放方法，其特征在于，所述判断是否存在十字交叉的情况并确定插值像素点的相关方向包括：通过计算与当前插值像素点呈对角分布的四个像素点的检测参数值并将其与当前插值像素的检测参数值进行比较，以获得当当前插值像素点与其对角四个像素点的检测参数值相差都较大时即存在其它干扰情况的判断。

15.如权利要求12所述的数字图像缩放方法，其特征在于，所述确定插值像素点的相关方向包括：当存在十字交叉或其它干扰情况时，其相关方向为零；否则，与具有最小值的相关性所对应的相关方向即为所述插值像素点的相关方向。

16.如权利要求9所述的数字图像缩放方法，其特征在于，所述根据相关方向确定插值像素点的内插方式并对插值像素点进行内插包括：对于相关方向为除了零之外的任何值，采用包括2*2邻域内插双线性插值方法在内的基于边缘的图像插值方法；对于相关方向为零，采用包括4*4双三次内插方法在内的不考虑边缘的图像插值方法。

17.一种数字图像缩放装置，其特征在于，包括：

空间位置计算模块，用于根据缩放前图像的宽和高、缩放后图像的宽和高以及缩放比例，计算获得插值像素点的空间位置；

相关方向判定模块，用于判断是否存在十字交叉的情况并确定每个插值像素点的相关方向；

第一内插模块，用于在相关方向为非零的任意值时，采用基于边缘的图像插值方法；

第二内插模块，用于在相关方向为零时，采用不考虑边缘的图像插值方式；

内插方式选择模块，用于根据所述相关方向判定模块所获得的相关方向，确定所述插值像素点的内插方式，并选择通过所述第一内插模块或所述第二内插模块对所述插值像素点进行内插。

18.如权利要求17所述的数字图像缩放装置，其特征在于，所述相关方向判定模块包括：

相关值计算单元，用于计算与插值像素点对应的相关性的值；

十字交叉判断单元，用于判定是否存在十字交叉的情况；

干扰判断单元，用于判断是否存在其它干扰的情况；

相关方向判定单元，用于根据所述相关值计算单元所计算的相关性的值、以及十字交叉判断单元和干扰判断单元的判断结果，获得插值像素点的相关方向。

19.如权利要求18所述的数字图像缩放装置，其特征在于，所述十字交叉判断单元首先计算与当前像素点呈对角分布的四个像素点的检测参数值，并将所获得的结果与当前像素点的检测参数值进行比较，统计获得与当前像素点接近的对角像素点的个数；并且对于所述个数为3的情况，所述十字交叉判断单元将当前像素点检测参数的值与其设定邻近点检测参数的值进行比较，判断是否存在十字交叉。

20.如权利要求18所述的数字图像缩放装置，其特征在于，在所述十字交叉判断单元中，当所述当前像素点检测参数的值与其左上点检测参数的值差别较大且与其右二上点检测参数的值较接近且与其正上方点检测参数的值差别较大时，或者，当所述当前像素点检测参数的值与其左上点检测参数的值差别较大且与其右二上点检测参数的值较接近且与其上二点检测参数的值很接近，所述当前像素点位于呈45度的十字交叉中；当所述当前像素点检测参数的值与其右上点检测参数的值差别较大且与其左二上点检测参数的值较接近且与其正上方点检测参数的值差别较大时，或者，当所述当前像素点检测参数的值与其右上点检测参数的值差别较大且与其左二上点检测参数的值较接近且与其上二点检测参数的值很接近，所述当前像素点位于呈135度的十字交叉中；当所述当前像素点检测参数的值与其左下点检测参数的值接近，且与其右下点检测参数的值差别较大，所述当前像素点位于呈反向45度的十字交叉中；当所述当前像素点检测参数的值与其左下点检测参数的值差别较大，且与其右下点检测参数的值较接近，所述当前像素点位于呈反向135度的十字交叉中。

21.如权利要求18所述的数字图像缩放装置，其特征在于，所述干扰判断单元计算与当前插值像素点呈对角分布的四个像素点的检测参数值，并将其与当前插值像素的检测参数值进行比较，当当前插值像素点与其对角四个像素点的检测参数值相差都较大时，所述干扰判断单元判断存在其它干扰情况。

22.如权利要求18所述的数字图像缩放装置，其特征在于，在所述相关方向判定单元中，当所述十字交叉判断单元或所述干扰判断单元判断获得存在十字交叉或其它干扰时，对应的相关方向为零；其它情况下，与具有最小值的相关性所对应的相关方向为该插值像素点的相关方向。

23.如权利要求17所述的数字图像缩放装置，其特征在于，所述第一内插模块为2*2邻域内插双线性插值模块。

24.如权利要求17所述的数字图像缩放装置，其特征在于，所述第二内插模块为4*4双三次内插模块。

Images