[发明专利]一种基于方向的色平面插值方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于方向的色平面插值方法。 

背景技术

随着公安刑侦技术的发展，掌纹识别方法已经成为痕迹鉴定的一种重要手段，活体掌纹采技术和集设备是其中不可缺少部分。掌纹图像大，对清晰度要求高(一般＞500DPI)，且为灰度图像。目前市场上高像素(一般＞10M)单色图像传感器多为专用仪器而生产设计，价格非常高昂，不适合用于掌纹采集仪中。由于市场规模大，彩色传感器具有价格低廉，获取方便的特点，是掌纹仪产品的理想选择。 

用单色光照明(如绿色)，将与照明光对应的颜色值作为该像素的灰度值，即可获得掌纹图像的灰度图。 

然而，市场上的彩色图像传感器并不是每个像素都具有RGB三色传感单元，大多彩色传感器采用Bayer Pattern排列方式(见图1)。彩色图像传感器每个像素只有一种颜色传感单元，要获得该像素点其他颜色的值，必须根据该点周围已有的颜色值进行计算，即插值。 

目前，最常见的插值方法有最近邻插值、中值插值、均值插值和双线性插值等。这些方法用最近像素的值填充当前像素，或用周围像素值的均值、中值和加权均值来填充当前像素。这几种方法不能有效地保持图像中的细节，特别是使图像中的边缘变得模糊。 

利用图像中的方向信息对像素点进行插值，提高图像中边缘的质量，可以改进图像质量。 

R.H.Hibbard方法(见图2)通过计算比较x，y两个方向的梯度，确定图像中的边缘及方向，从而进行插值。 

R.H.Hibbard的方法简单，被广泛采用。但该方法只有当边缘方向接近X方向或Y方向时，边缘得到较好恢复。该方法存在以下问题： 

(1)对于偏离x方向或y方向，特别是边缘方向接近45度的边缘，清晰度下降。 

(2)该方法对于弱边缘不进行处理，因此对于与图像中的细节信息损失较多。 

(3)由于边缘的判断在待插值像素的4邻域，噪声会严重影响边缘的可靠性。 

(4)在实际应用中判断方向的阈值与图像的关联比较大，难以确定最合适的值。 

发明内容

本发明提供一种基于方向的色平面插值方法，本发明拟解决问题如下： 

(1)更加准确描述边缘的方向，能够对不同方向的边缘都有好的插值效果。 

(2)能够较好抑制图像中的噪声。 

(3)扩大参考点的范围，提高插值的准确性。 

(4)能够对弱边缘根据方向进行有效插值。 

本发明的技术方案如下所述： 

一种基于方向的色平面插值方法，其特征在于，本发明的基本过程： 

(1)以待插值点为中心，取7x7的方块区域，分别计算x，y，x-y，y-x方向的梯度； 

(2)将360度分为24个区域，根据(1)中计算的梯度，估计待插点在色平面中的方向，并映到24个区域中某一个区域； 

(3)根据方向，计算方向直线在图像栅格线上交点的位置； 

(4)用线性插值法计算出交点的数值： 

(5)利用交点的数值，采用加权法计算出所需插值点的像素值。 

根据上述方法的本发明，其特征还在于，步骤(1)中梯度的计算方式为：