[发明专利]图像放大方法以及装置

权利要求书

1.一种图像放大方法，其特征在于，包括如下步骤：

输入一个低分辨率图像，所述低分辨率图像包括至少两个匹配区域，所述匹配区域用于与轮廓模板集中的所有轮廓模板进行匹配，所述轮廓模板集包括直线轮廓模板、抛物线轮廓模板、角轮廓模板以及圆轮廓模板；当所述轮廓模板不能与所述匹配区域匹配时，对所述轮廓模板进行旋转，以使旋转后的所述轮廓模板与所述匹配区域能够匹配；

对一个所述匹配区域查找最优轮廓模板，其中，所述最优轮廓模板为在所述轮廓模板集中与所述匹配区域的全变分值最小的轮廓模板；

根据缩放比以及匹配区域内的第一像素点查找到第二像素点，其中，所述第二像素点对应所述第一像素点；

根据所述最优轮廓模板对所述第二像素点做局部插值，得到一个中间像素值；

重复上述步骤直至全部的所述匹配区域处理完毕，根据全部的所述中间像素值得到初始高分辨率图像；

对初始高分辨率图像做全局插值得到高分辨率图像；

根据全局插值后的高分辨率图像的梯度轮廓方差与低分辨率图像的梯度轮廓方差获得变化率；

根据插值后的高分辨率图像的原始梯度场以及所述变化率计算得到目标梯度场；

根据所述目标梯度场对全局插值后的高分辨率图像进行重建，以获得初始重建高分辨率图像；

根据迭代前的高分辨率图像的下采样图像与低分辨率图像的差异对迭代前的高分辨率图像进行补偿以得到迭代后的高分辨率图像，多次迭代后，获得优化后的高分辨率图像，其中，迭代前的高分辨率图像的初始图像为初始重建高分辨率图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据最优轮廓模板对所述第二像素点做局部插值的步骤包括：

根据所述第二像素点对应的第一像素点的匹配区域的最优轮廓模板计算所述第二像素点的插值的导向函数；

根据所述第二像素点的插值的导向函数对所述第二像素点进行局部插值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述第二像素点对应的第一像素点的匹配区域的最优轮廓模板计算所述第二像素点的插值的导向函数的步骤具体为：

根据所述第二像素点对应的第一像素点的匹配区域的最优轮廓模板计算所述第二像素点的方向角函数和各向异性函数u_S，其中，导向函数由方向角函数和各向异性函数u_S表示，所述导向函数为向量函数，所述方向角函数表示所述导向函数的方向，所述各向异性函数u_S表示所述导向函数的长度，

为所述最优轮廓模板，表示将投影到相互垂直的第一轴和第二轴，然后分别在相互垂直的第一轴和第二轴的方向上求梯度，k为所述第一像素点，N表示像素点k的邻域的像素点集合，n为像素点集合中的一个像素点，所述∠∫表示将后面的积分结果转化为角度，得到方向角函数值，所述x为积分变量。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据第二像素点的插值的导向函数对所述第二像素点进行局部插值的步骤具体包括：

根据对所述第二像素点进行局部插值，其中，x为所述第二像素点，k为所述第一像素点，u_k(x)为第二像素点的中间像素值，v_k为所述第一像素点的像素值，N为x的邻域的像素点集合，n为像素点集合中的一个像素点，c_n为插值系数，为采用最优轮廓模板S^*()时插值像素点的导向函数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对初始高分辨率图像做全局插值得到高分辨率图像的步骤包括：

根据公式进行全局插值，其中，x为第二像素点，u(x)为第二像素点的全局插值后的最终像素值，k为像素点x的邻域的一个像素点，w(x-k)为像素点x-k的权值，u_k(x-k)为像素点x-k的中间像素值。