CN102629366B - 图像处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种图像处理方法及装置，该图像处理方法包括：在原始图像中确定待插值像素点的边沿方向；若该边沿方向与水平方向的夹角大于45度，则确定第一过渡插值点，根据与第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第一过渡插值点的像素值，根据各第一过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值；若该边沿方向与水平方向的夹角不大于45度，则确定第二过渡插值点，根据与第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第二过渡插值点的像素值，根据各第二过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值。本发明提供的图像处理方法及装置，提高了放大处理后的图像边沿的平滑度和锐利度。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种图像处理方法及装置。
背景技术
图像及视频的尺寸放大是一项非常基础的应用，几乎所有涉及图像及视频处理的应用都需要这项技术。在电视机、机顶盒等消费类电子领域，传统的(美国)国家电视标准委员会(National Television Standards Committee，简称NTSC)制式的分辨率分别为720x480，显示在1920x1080的高清电视机是需要做6倍的放大，而显示在3840x2160分辨率的电视机上需要做24倍的放大。在图片处理应用中，对图像的放大更是无处不在，几乎所有的图片浏览器都具备图像放大功能。
双线性插值和双立方插值是图像放大处理中常用的两种方法，这两种方法的实现复杂度都较低，但是这两种方法都会带来图像边沿的模糊和锯齿，而且，这些问题随着放大比例的增加而越发严重，这些由于放大操作而导致的图像质量下极大地降低了消费者的视觉体验。
发明内容
本发明提供一种图像处理方法及装置，以提高放大处理后的图像边沿的平滑度和锐利度。
本发明第一个方面提供一种图像处理方法，包括：
在原始图像中确定待插值像素点的边沿方向；
若判断获知所述待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度，则确定所述边沿方向与所述待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个所述第一过渡插值点，根据所述第一过渡插值点所在列的、与所述第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成所述第一过渡插值点的像素值，根据各所述第一过渡像素点的像素值生成所述待插值像素点的像素值；
若判断获知所述待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角不大于45度，则确定所述边沿方向与所述待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个所述第二过渡插值点，根据所述第二过渡插值点所在行的、与所述第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成所述第二过渡插值点的像素值，根据各所述第二过渡像素点的像素值生成所述待插值像素点的像素值。
本发明另一个方面提供一种图像处理装置，包括：
边沿方向确定单元，用于在原始图像中确定待插值像素点的边沿方向；
第一处理单元，用于若判断获知所述待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度，则确定所述边沿方向与所述待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个所述第一过渡插值点，根据所述第一过渡插值点所在列的、与所述第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成所述第一过渡插值点的像素值，根据各所述第一过渡像素点的像素值生成所述待插值像素点的像素值；
第二处理单元，用于若判断获知所述待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角不大于45度，则确定所述边沿方向与所述待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个所述第二过渡插值点，根据所述第二过渡插值点所在行的、与所述第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成所述第二过渡插值点的像素值，根据各所述第二过渡像素点的像素值生成所述待插值像素点的像素值。
由上述技术方案可知，本发明提供的图像处理方法及装置，首先确定待插值像素点的边沿方向，当待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度时，确定边沿方向与待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个第一过渡插值点，根据第一过渡插值点所在列的、与第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第一过渡插值点的像素值，根据各第一过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值。当待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角不大于45度时，确定边沿方向与待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个第二过渡插值点，根据第二过渡插值点所在行的、与第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第二过渡插值点的像素值，根据各第二过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值。根据待插值像素点的边沿方向的不同，采用不同的方式确定该待插值像素点的像素值。由于在确定该待插值像素点的像素值的过程中考虑到待插值像素点的边沿方向所对像素值的影响，可以避免传统的双线性插值或双立方插值的一维处理所造成的放大处理后的图像边沿锯齿现象，提高了放大处理后的图像边沿的平滑度和锐利度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种图像处理方法流程图；
图2为本实施例提供的第一种图像示意图；
图3为本实施例提供的第二种图像示意图；
图4为本发明实施例提供的第三种图像示意图；
图5为本实施例提供的第四种图像示意图；
图6为本发明实施例提供的搜索窗口示意图；
图7为本发明实施例提供的一种图像处理装置结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种图像处理装置结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的一种图像处理方法流程图。如图1所示，本实施例提供的图像处理方法具体应用于对图像的放大处理过程，可以通过图像处理装置来执行，该图像处理装置可以集成在例如电视机、机顶盒、视频处理器或图像加速单元等设备的图像处理器中，也可以单独设置，该图像处理装置可以通过软件和／或硬件的方式来实现。
在实际的图像放大处理过程中，原始图像即为待进行放大处理的图像，例如原始图像的分辨率为720×480，将该原始图像放大成分辨率为1440×960的目标图像时，目标图像中的目标像素的数量为原始图像中的原始像素点的数量的四倍。将原始图像进行插值处理生成该目标图像，根据目标图像中插入的像素的位置以及放大倍数可以确定原始图像中插值像素点的位置。对于每个插值像素点，可以通过本实施例提供的方法确定该插值像素点的像素值。
本实施例提供的图像处理方法具体包括：
步骤10、在原始图像中确定待插值像素点的边沿方向；
具体地，边沿用以指示图像中的目标与背景之间，或目标与目标之间，或者区域与区域之间的边界，边沿方向即为该边沿的走向。可以通过边沿定位等方式确定待插值像素点的边沿方向。
步骤20、若判断获知待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度，则确定边沿方向与待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个第一过渡插值点，根据第一过渡插值点所在列的、与第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第一过渡插值点的像素值，根据各第一过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值；
当待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度时，该边沿方向与待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点所在列具有交叉点，将该交叉点作为第一过渡插值点。
图2为本实施例提供的第一种图像示意图，如图2所示，在一种实现方式中，将该边沿方向与待插值像素点G左右相邻的四列原始像素点所在列的交叉点作为第一过渡插值点，该第一过渡插值点分别为S1、S2、S3和S4，分别确定S1、S2、S3和S4的像素值。以S1为例，根据S1所在的列的、与S1上下相邻的至少两个像素生成S1的像素值，可以将原始像素点P2和P3的像素值取平均值，该平均值即为S1的像素值，也可以根据原始像素点P1、P2、P3和P4的像素值通过双立方插值算法计算获取S1的像素值，还可以通过其他方法确定S1的像素值，不以本实施例为限。S2、S3和S4的像素值的确定方法可以采用与确定S1的像素值相同的方法。再根据S2、S3和S4的像素值通过双立方插值算法计算获取待插值像素点G的像素值。
图3为本实施例提供的第二种图像示意图，如图3所示，在另一种实现方式中，将该边沿方向与待插值像素点G左右相邻的两列原始像素点所在列的交叉点作为第一过渡插值点，该第一过渡插值点分别为S5和S6，分别确定S5和S6的像素值，S5和S6的像素值的确定方法可以与上述确定S1的像素值的方法相同，此不再赘述。再将S5和S6的像素值取平均值，该平均值即为待插值像素点G的像素值。
步骤30、若判断获知待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角不大于45度，则确定边沿方向与待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个第二过渡插值点，根据第二过渡插值点所在行的、与第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第二过渡插值点的像素值，根据各第二过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值。
当待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角不大于45度时，该边沿方向与待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点所在行具有交叉点，将该交叉点作为第二过渡插值点。
图4为本发明实施例提供的第三种图像示意图。如图4所示，在一种实现方式中，将该边沿方向与待插值像素点G上下相邻的四行原始像素点所在行的交叉点作为第二过渡插值点，该第二过渡插值点分别为U1、U2、U3和U4，分别确定U1、U2、U3和U4的像素值。以U1为例，根据U1所在的行的、与U1左右相邻的至少两个像素生成U1的像素值，可以将原始像素点P2和P3的像素值取平均值，该平均值即为U1的像素值，也可以根据原始像素点P1、P2、P3和P4的像素值通过双立方插值算法计算获取U1的像素值，还可以通过其他方法确定U1的像素值，不以本实施例为限。U2、U3和U4的像素值的确定方法可以采用与确定U1的像素值相同的方法。再根据U2、U3和U4的像素值通过双立方插值算法计算获取待插值像素点G的像素值。
图5为本实施例提供的第四种图像示意图。如图5所示，在另一种实现方式中，将该边沿方向与待插值像素点G上下相邻的两行原始像素点所在行的交叉点作为第二过渡插值点，该第二过渡插值点分别为U5和U6，分别确定U5和U6的像素值，U5和U6的像素值的确定方法可以与上述确定U1的像素值的方法相同，此不再赘述。再将U5和U6的像素值取平均值，该平均值即为待插值像素点G的像素值。
值得注意的是，步骤20和步骤30为针对于不同边沿方向的待插值像素点，确定该待插值像素点的像素值的步骤，不具有必然的时序性。本领域技术人员应该理解的是，图2-图5仅示出了原始图像的部分原始像素点，本发明并不以此为限，而且本领域技术人员可以根据本实施例提供的图像处理方法对其他位置的待插值像素点进行插值处理。
在本实施例中，当待插值像素点的边沿方向为垂直方向或水平方向时，可以采用现有技术的双线性插值或双立方插值方法来确定该待插值像素点的像素值。
本实施例提供的图像处理方法，首先确定待插值像素点的边沿方向，当待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度时，确定边沿方向与待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个第一过渡插值点，根据第一过渡插值点所在列的、与第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第一过渡插值点的像素值，根据各第一过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值。当待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角不大于45度时，确定边沿方向与待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个第二过渡插值点，根据第二过渡插值点所在行的、与第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第二过渡插值点的像素值，根据各第二过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值。根据待插值像素点的边沿方向的不同，采用不同的方式确定该待插值像素点的像素值。由于在确定该待插值像素点的像素值的过程中考虑到待插值像素点的边沿方向所对像素值的影响，可以避免传统的双线性插值或双立方插值的一维处理所造成的放大处理后的图像边沿锯齿现象，提高了放大处理后的图像边沿的平滑度和锐利度。
在本实施例中，步骤10，确定待插值像素点的边沿方向，具体可以包括如下步骤：
步骤101、通过搜索窗口对原始图像的各原始像素点进行搜索，在搜索过程中，确定搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向，其中，搜索窗口的大小为N×N，N为奇数；
具体地，可以根据搜索窗口中各原始像素点的像素值确定该搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向。在实际处理过程中，可以根据原始图像的最外围的原始像素点对该原始图像进行扩充，以在搜索过程中可以确定每一个原始像素点的边沿方向。原始像素点的边沿方向可以用数值来表示，例如，0表示边沿方向为垂直方向，∞表示边沿方向为水平方向，1或-1表示边沿方向与水平方向的夹角为45度，(-1，0)或(0，1)区间内的值表示边沿方向与水平方向的夹角小于45度，其他数值表示边沿方向与水平方向的夹角大于45度。
步骤102、根据包围待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向，确定待插值像素点的边沿方向，其中，M为整数，且M≥4。
具体地，可以将包围待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向进行滤波处理，获得待插值像素点的边沿方向。滤波算法可以采用加权平均滤波或高斯滤波等，也可以采用选择性均值滤波算法。包围待插值像素点的M×M个原始像素点确定过程可以为：当M是偶数时，首先确定包围该待插值像素点的2×2个原始像素点，再确定以该2×2个原始像素点为中心的M×M个原始像素点，当M为奇数时，首先圈定包围该待插值像素点的3×3个原始像素点，再确定以该3×3个原始像素点为中心的M×M个原始像素点。
N和M的数值可以根据实际的原始图像的大小和处理需要来具体设置。
通过首先确定原始像素点的边沿方向，再根据原始像素点的边沿方向确定待插值像素点的边沿方向，实现简单，且可以提高待插值像素点边沿方向确定的准确性。
在本实施例中，优选地，N为3，即搜索窗口为3×3的窗口。相应地，步骤101中的在搜索过程中，确定搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向，具体可以包括如下步骤：
应用以下公式确定搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向：
V_value=(P11-P31)+(P12-P32)×2+(P13-P33)；
H_value=(P11-P13)+(P21-P23)×2+(P31-P33)；
Direction=V_value／H_value；
当direction=0时，搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向为垂直方向；
当direction=∞时，搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向为水平方向；
当direction=1或-1时，搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角为45度；
当0<direction<1或0>direction>-1时，搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角小于45度；
其余，搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度；
其中，搜索窗口中各原始像素点的像素值逐行分别为P11、P12、P13，P21、P22、P23，P31、P32、P33。
图6为本发明实施例提供的搜索窗口示意图。如图6所示，该搜索窗口中的各原始像素点的像素值逐行分别为P11、P12、P13，P21、P22、P23，P31、P32、P33。通过上述公式计算获得Direction，Direction具体用以指示该中心点对应的原始像素点的斜率，根据该Direction可以确定该原始像素点的边沿方向。
在本实施例中，步骤102，根据包围待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向，确定待插值像素点的边沿方向，具体可以包括如下步骤：
将包围待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向进行滤波处理，生成待插值像素点的边沿方向。
该滤波处理例如为加权平均滤波处理，通过对包围该待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向进行加权平均处理，可以减小M×M个原始像素点中存在边沿方向与其他差异较大的个别原始像素点时，减小该个别原始像素点对确定待插值像素点的边沿方向的影响，进一步提高边沿方向确定的准确性。
优选地，在本实施例中，步骤20中的确定边沿方向与待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个第一过渡插值点，根据第一过渡插值点所在列的、与第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第一过渡插值点的像素值，根据各第一过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值，可以包括如下步骤：
确定边沿方向与待插值像素点左右相邻的两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个第一过渡插值点，根据第一过渡插值点所在列的、与第一过渡插值点上下邻近的四个原始像素点的像素值通过双立方插值算法生成第一过渡插值点的像素值，将各第一过渡插值点的像素值进行均值处理生成待插值像素点的像素值；
步骤30中的确定边沿方向与待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个第二过渡插值点，根据第二过渡插值点所在行的、与第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第二过渡插值点的像素值，根据各第二过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值，可以包括如下步骤：
确定边沿方向与待插值像素点上下相邻的两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个第二过渡插值点，根据第二过渡插值点所在行的、与第二过渡插值点左右邻近四个原始像素点的像素值通过双立方插值算法生成第二过渡插值点的像素值，将各第二过渡插值点的像素值进行均值处理生成待插值像素点的像素值。
图7为本发明实施例提供的一种图像处理装置结构示意图。如图7所示，在本实施例中，该图像处理装置可以实现本发明任意实施例提供的图像处理方法的各个步骤，此不再赘述。本实施例提供的图像处理装置可以通过现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者是特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)等数字集成电路来实现，也可以通过其他微控制芯片来实现，其实现形式不以本实施例为限。
本实施例提供的图像处理装置具体包括边沿方向确定单元、第一处理单元和第二处理单元。边沿方向确定单元用于在原始图像中确定待插值像素点的边沿方向。第一处理单元用于若判断获知待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度，则确定边沿方向与待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个第一过渡插值点，根据第一过渡插值点所在列的、与第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第一过渡插值点的像素值，根据各第一过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值。第二处理单元用于若判断获知待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角不大于45度，则确定边沿方向与待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个第二过渡插值点，根据第二过渡插值点所在行的、与第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第二过渡插值点的像素值，根据各第二过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值。
本实施例提供的图像处理装置，边沿方向确定单元确定待插值像素点的边沿方向，当待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度时，第一处理单元确定边沿方向与待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个第一过渡插值点，根据第一过渡插值点所在列的、与第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第一过渡插值点的像素值，根据各第一过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值。当待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角不大于45度时，第二处理单元确定边沿方向与待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个第二过渡插值点，根据第二过渡插值点所在行的、与第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成第二过渡插值点的像素值，根据各第二过渡像素点的像素值生成待插值像素点的像素值。根据待插值像素点的边沿方向的不同，采用不同的方式确定该待插值像素点的像素值。由于在确定该待插值像素点的像素值的过程中考虑到待插值像素点的边沿方向所对像素值的影响，可以避免传统的双线性插值或双立方插值的一维处理所造成的放大处理后的图像边沿锯齿现象，提高了放大处理后的图像边沿的平滑度和锐利度。
图8为本发明实施例提供的另一种图像处理装置结构示意图。如图8所示，在本实施例中，边沿方向确定单元具体可以包括第一边沿方向确定子单元和第二边沿方向确定子单元。第一边沿方向确定子单元用于通过搜索窗口对原始图像的各原始像素点进行搜索，在搜索过程中，确定搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向，其中，搜索窗口的大小为N×N，N为奇数。第二边沿方向确定子单元用于根据包围待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向，确定待插值像素点的边沿方向，其中，M为整数，且M≥4。通过首先确定原始像素点的边沿方向，再根据原始像素点的边沿方向确定待插值像素点的边沿方向，实现简单，且可以提高待插值像素点边沿方向确定的准确性。
在本实施例中，优选地N为3。相应地，第一边沿方向确定子单元还用于应用以下公式确定搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向：
V_value=(P11-P31)+(P12-P32)×2+(P13-P33)；
H_value=(P11-P13)+(P21-P23)×2+(P31-P33)；
Direction=V_value／H_value；
当direction=0时，搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向为垂直方向；
当direction=∞时，搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向为水平方向；
当direction=1或-1时，搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角为45度；
当0<direction<1或0>direction>-1时，搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角小于45度；
其余，搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度；
其中，搜索窗口中各原始像素点的像素值逐行分别为P11、P12、P13，P21、P22、P23，P31、P32、P33。
在本实施例中，第二边沿方向确定子单元还用于将包围待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向进行滤波处理，生成待插值像素点的边沿方向。该滤波处理例如为加权平均滤波处理，通过对包围该待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向进行加权平均处理，可以减小M×M个原始像素点中存在边沿方向与其他差异较大的个别原始像素点时，减小该个别原始像素点对确定待插值像素点的边沿方向的影响，进一步提高边沿方向确定的准确性。
在本实施例中，第一处理单元还用于确定边沿方向与待插值像素点左右相邻的两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个第一过渡插值点，根据第一过渡插值点所在列的、与第一过渡插值点上下邻近的四个原始像素点的像素值通过双立方插值算法生成第一过渡插值点的像素值，将各第一过渡插值点的像素值进行均值处理生成待插值像素点的像素值。第二处理单元还用于确定边沿方向与待插值像素点上下相邻的两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个第二过渡插值点，根据第二过渡插值点所在行的、与第二过渡插值点左右邻近四个原始像素点的像素值通过双立方插值算法生成第二过渡插值点的像素值，将各第二过渡插值点的像素值进行均值处理生成待插值像素点的像素值。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种图像处理方法，其特征在于，包括：
在原始图像中确定待插值像素点的边沿方向；
若判断获知所述待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度，则确定所述边沿方向与所述待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个所述第一过渡插值点，根据所述第一过渡插值点所在列的、与所述第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成所述第一过渡插值点的像素值，根据各所述第一过渡像素点的像素值生成所述待插值像素点的像素值；
若判断获知所述待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角不大于45度，则确定所述边沿方向与所述待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个所述第二过渡插值点，根据所述第二过渡插值点所在行的、与所述第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成所述第二过渡插值点的像素值，根据各所述第二过渡像素点的像素值生成所述待插值像素点的像素值。
2.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，确定待插值像素点的边沿方向，包括：
通过搜索窗口对所述原始图像的各原始像素点进行搜索，在所述搜索过程中，确定所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向，其中，所述搜索窗口的大小为N×N，N为奇数；
根据包围所述待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向，确定所述待插值像素点的边沿方向，其中，M为整数，且M≥4。
3.根据权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于：所述N为3；
相应地，在所述搜索过程中，确定所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向，包括：
应用以下公式确定所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向：
V_value＝(P11-P31)+(P12-P32)×2+(P13-P33)；
H_value＝(P11-P13)+(P21-P23)×2+(P31-P33)；
Direction＝V_value／H_value；
当direction=0时，所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向为垂直方向；
当direction=∞时，所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向为水平方向；
当direction=1或-1时，所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角为45度；
当0<direction<1或0>direction>-1时，所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角小于45度；
其余，所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度；
其中，所述搜索窗口中各原始像素点的像素值逐行分别为P11、P12、P13，P21、P22、P23，P31、P32、P33。
4.根据权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于：
根据包围所述待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向，确定所述待插值像素点的边沿方向，包括：
将包围所述待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向进行滤波处理，生成所述待插值像素点的边沿方向。
5.根据权利要求1-4任一所述的图像处理方法，其特征在于：
确定所述边沿方向与所述待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个所述第一过渡插值点，根据所述第一过渡插值点所在列的、与所述第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成所述第一过渡插值点的像素值，根据各所述第一过渡像素点的像素值生成所述待插值像素点的像素值，包括：
确定所述边沿方向与所述待插值像素点左右相邻的两列原始像素点的交叉点作为所述第一过渡插值点，对于每个所述第一过渡插值点，根据所述第一过渡插值点所在列的、与所述第一过渡插值点上下邻近的四个原始像素点的像素值通过双立方插值算法生成所述第一过渡插值点的像素值，将各所述第一过渡插值点的像素值进行均值处理生成所述待插值像素点的像素值；
确定所述边沿方向与所述待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个所述第二过渡插值点，根据所述第二过渡插值点所在行的、与所述第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成所述第二过渡插值点的像素值，根据各所述第二过渡像素点的像素值生成所述待插值像素点的像素值，包括：
确定所述边沿方向与所述待插值像素点上下相邻的两行原始像素点的交叉点作为所述第二过渡插值点，对于每个所述第二过渡插值点，根据所述第二过渡插值点所在行的、与所述第二过渡插值点左右邻近四个原始像素点的像素值通过所述双立方插值算法生成所述第二过渡插值点的像素值，将各所述第二过渡插值点的像素值进行均值处理生成所述待插值像素点的像素值。
6.一种图像处理装置，其特征在于，包括：
边沿方向确定单元，用于在原始图像中确定待插值像素点的边沿方向；
第一处理单元，用于若判断获知所述待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度，则确定所述边沿方向与所述待插值像素点左右相邻的至少两列原始像素点的交叉点作为第一过渡插值点，对于每个所述第一过渡插值点，根据所述第一过渡插值点所在列的、与所述第一过渡插值点上下邻近的至少两个原始像素点的像素值生成所述第一过渡插值点的像素值，根据各所述第一过渡像素点的像素值生成所述待插值像素点的像素值；
第二处理单元，用于若判断获知所述待插值像素点的边沿方向与水平方向的夹角不大于45度，则确定所述边沿方向与所述待插值像素点上下相邻的至少两行原始像素点的交叉点作为第二过渡插值点，对于每个所述第二过渡插值点，根据所述第二过渡插值点所在行的、与所述第二过渡插值点左右邻近的至少两个原始像素点的像素值生成所述第二过渡插值点的像素值，根据各所述第二过渡像素点的像素值生成所述待插值像素点的像素值。
7.根据权利要求6所述的图像处理装置，其特征在于，所述边沿方向确定单元包括：
第一边沿方向确定子单元，用于通过搜索窗口对所述原始图像的各原始像素点进行搜索，在所述搜索过程中，确定所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向，其中，所述搜索窗口的大小为N×N，N为奇数；
第二边沿方向确定子单元，用于根据包围所述待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向，确定所述待插值像素点的边沿方向，其中，M为整数，且M≥4。
8.根据权利要求7所述的图像处理装置，其特征在于：所述N为3；
相应地，所述第一边沿方向确定子单元还用于应用以下公式确定所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向：
V_value＝(P11-P31)+(P12-P32)×2+(P13-P33)；
H_value=(P11-P13)+(P21-P23)×2+(P31-P33)；
Direction＝V_value／H_value；
当direction=0时，所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向为垂直方向；
当direction=∞时，所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向为水平方向；
当direction=1或-1时，所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角为45度；
当0<direction<1或0>direction>-1时，所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角小于45度；
其余，所述搜索窗口的中心点对应的原始像素点的边沿方向与水平方向的夹角大于45度；
其中，所述搜索窗口中各原始像素点的像素值逐行分别为P11、P12、P13，P21、P22、P23，P31、P32、P33。
9.根据权利要求7所述的图像处理装置，其特征在于：
所述第二边沿方向确定子单元还用于将包围所述待插值像素点的M×M个原始像素点的边沿方向进行滤波处理，生成所述待插值像素点的边沿方向。
10.根据权利要求6-9任一所述的图像处理装置，其特征在于：
所述第一处理单元还用于确定所述边沿方向与所述待插值像素点左右相邻的两列原始像素点的交叉点作为所述第一过渡插值点，对于每个所述第一过渡插值点，根据所述第一过渡插值点所在列的、与所述第一过渡插值点上下邻近的四个原始像素点的像素值通过双立方插值算法生成所述第一过渡插值点的像素值，将各所述第一过渡插值点的像素值进行均值处理生成所述待插值像素点的像素值；
所述第二处理单元还用于确定所述边沿方向与所述待插值像素点上下相邻的两行原始像素点的交叉点作为所述第二过渡插值点，对于每个所述第二过渡插值点，根据所述第二过渡插值点所在行的、与所述第二过渡插值点左右邻近四个原始像素点的像素值通过所述双立方插值算法生成所述第二过渡插值点的像素值，将各所述第二过渡插值点的像素值进行均值处理生成所述待插值像素点的像素值。
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