專利名稱：：一種對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種數(shù)字圖像的處理方法，具體涉及一種數(shù)字圖像下采樣的方法。
背景技術(shù)：
：視頻和靜止圖像處理中，下采樣和上采樣技術(shù)廣泛地用在編碼步驟之前或解碼步驟之后，以便使圖像的內(nèi)容適合顯示器的空間分辨率或其它應(yīng)用的需要。目前，最常用的下采樣方法是最鄰近插值法和雙線性插值法。最鄰近插值法的思想是當(dāng)計算輸出圖像中特定點的像素值時，將該點的坐標(biāo)通過反向變換得到一個浮點坐標(biāo)，對其進行簡單的取整，得到一個整數(shù)型坐標(biāo)，這個整數(shù)型坐標(biāo)在輸入圖像中對應(yīng)的像素點的像素值就是需要的結(jié)果。在進行9比4下采樣時，其實質(zhì)就是在9個像素中按照一定的規(guī)則直接抽取4個像素作為下采樣后的結(jié)果。雙線性插值法的思想是當(dāng)計算輸出圖像中特定點的像素值時，將該點的坐標(biāo)通過反向變換得到一個浮點坐標(biāo)，將輸入圖像中這個浮點坐標(biāo)周圍的4個像素的像素值進行雙線性插值，從而得到需要的結(jié)果。上述兩種算法的細節(jié)見《數(shù)字圖像處理》(影印版)一書第8章117頁，作者KennethR.Castleman，清華大學(xué)出版社，1998年出版。最鄰近插值法的優(yōu)點是運算量小，缺點是下采樣后得到的輸出圖像會存在丟失目標(biāo)邊緣的情況，影響圖像的主觀效果。雙線性插值法優(yōu)點是不會丟失目標(biāo)的邊緣，缺點是圖像中的細節(jié)會變模糊，并且運算量較大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了使圖像的內(nèi)容能夠適應(yīng)空間分辨率較小的顯示器或其它應(yīng)用的需要，提出一種運算量小，不會丟失目標(biāo)的邊緣，能有效保持圖像中細節(jié)的對數(shù)字圖像進行9比4非線性下采樣方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，包括將數(shù)字圖像進行分割，還包括以下步驟(1)將輸入的數(shù)字圖像分割成若干個3*3大小的圖像塊；(2)將步驟(1)分割得到的圖像塊作為輸入數(shù)據(jù)，設(shè)為為A;下采樣的輸出數(shù)據(jù)為2*2大小的圖像塊，設(shè)為素由&元素構(gòu)成，612元素由"12,13元素加權(quán)組合構(gòu)成，621元素由"21,"31元素加權(quán)組合構(gòu)成，622元素由a22，a23,a32,a33元素加權(quán)組合構(gòu)成；(3)將步驟(2)得到的2*2圖像塊按對應(yīng)的下采樣前的圖像塊的位置放置，重新組合成一幅完整的輸出圖像，即可。一種對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，所述的步驟(2)中所述抽樣選取的方式為6u元素由"u,c^元素加權(quán)組合構(gòu)成，612元素由"13元素構(gòu)成，621元素由"21,a22，a31,a32元素加權(quán)組合構(gòu)成，622元素由a23，"33元素加權(quán)組合構(gòu)成。一種對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，所述的步驟(2)中所述抽樣選取的方式為6n元素由au,a^,a^fl^元素加權(quán)組合構(gòu)成，612元素由a13,a23元素加權(quán)組合構(gòu)成，621元素由,"32元素加權(quán)組合構(gòu)成，622元素由^3元素構(gòu)成。一種對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，所述的步驟(2)中所述抽樣選取的方式為6u元素由au,a^元素加權(quán)組合構(gòu)成，612元素由"12，"13，(322,"23元素加權(quán)組合構(gòu)成，621元素由"31元素構(gòu)成，622元素由"32,"33元素加權(quán)組合構(gòu)成。本發(fā)明方法的有益效果是，可以將圖像下采樣成長和寬都是原尺寸2/3大小的縮小圖像。使圖像的內(nèi)容能夠適應(yīng)空間分辨率較小的顯示器或其它應(yīng)用的需要。和目前已知的下采樣方法的運算量相比，該方法每運算4個點只需要5次加法和3次移位運算。雙線性插值法每運算1個點就需要4次加法、4次減法和4次乘法(見《數(shù)字圖像處理》(影印版)一書第8章119頁的公式6，作者KennethR.Castleman，清華大學(xué)出版社，1998年出版)，因此本方法運算量小很多。和目前己知的下采樣方法的效果相比，該方法不會丟失目標(biāo)的邊緣，能有效保持圖像中的細節(jié)。為了進一步證明利用該對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法與現(xiàn)有方法的進步，做了以下實驗，具體結(jié)果參見附圖14。附圖中，圖2圖像中疊加的文字部分，下采樣后由于丟失邊緣，已經(jīng)無法辨認。圖3和圖4對比觀看右側(cè)車頂部分，圖4的細節(jié)比圖3的細節(jié)清楚；另外疊加的文字部分，圖4和圖3都可以辨認，但圖4的細節(jié)比圖3的細節(jié)清楚。因此該實驗證明了本方法的下采樣效果更好。圖l為進行數(shù)字圖像下采樣前的圖像。圖2為最鄰近插值法下采樣的輸出圖像。圖3為雙線性插值法下采樣的輸出圖像。圖4是本發(fā)明方法下采樣的輸出圖像。圖5為本發(fā)明方法的流程圖。具體實施方式參見圖5所示。實施例l對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，包括以下步驟(1)將輸入的數(shù)字圖像分割成若干個3*3大小的圖像塊；分割的方法類似于MPEG4圖像壓縮算法中將圖像分割成16*16大小的塊，區(qū)別僅在于本方法圖像塊的尺寸變?yōu)?*3;(2)將步驟(1)分割得到的圖像塊作為輸入數(shù)據(jù)，設(shè)為:"11<^12"13"21"31"32"33記為A;下采樣的輸出數(shù)據(jù)為2*2大小的圖像塊，設(shè)為:6612，記為B;6元素由"元素構(gòu)成，612元素由"12一13元素加權(quán)組合構(gòu)成，621元素由"21,31元素加權(quán)組合構(gòu)成，&22元素由"22,"23,"32,033元素加權(quán)組合構(gòu)成；具體關(guān)系表達式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>(3)將步驟(2)得到的2*2圖像塊按對應(yīng)的下采樣前的圖像塊的位置放置，重新組合成一幅完整的輸出圖像，即可。實施例2對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，包括以下步驟(1)將輸入的數(shù)字圖像分割成若干個3*3大小的圖像塊；分割的方法類似于MPEG4圖像壓縮算法中將圖像分割成16*16大小的塊，區(qū)別僅在于本方法圖像塊的尺寸變?yōu)?*3;(2)將步驟(1)分割得到的圖像塊作為輸入數(shù)據(jù)，設(shè)為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>為A;下采樣的輸出數(shù)據(jù)為2*2大小的圖像塊，設(shè)為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>素由a,pa,2元素加權(quán)組合構(gòu)成，612元素由^3元素構(gòu)成，621元素由"21,"22,"31,"32元素加權(quán)組合構(gòu)成，622元素由^23,"33元素加權(quán)組合構(gòu)成。具體關(guān)系表達式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>62|=("21+"22+a31+fl32)/4[式4]622=("23+a33)/2(3)將步驟(2)得到的2*2圖像塊按對應(yīng)的下采樣前的圖像塊的位置放置，重新組合成一幅完整的輸出圖像，即可。實施例3對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，包括以下步驟(1)將輸入的數(shù)字圖像分割成若干個3*3大小的圖像塊；分割的方法類似于MPEG4圖像壓縮算法中將圖像分割成16*16大小的塊，區(qū)別僅在于本方法圖像塊的尺寸變?yōu)?*3;(2)將步驟(1)分割得到的圖像塊作為輸入數(shù)據(jù)，設(shè)為為A;下采樣的輸出數(shù)據(jù)為2*2大小的圖像塊，設(shè)為t1力21素由an,a。，fl^fl^元素加權(quán)組合構(gòu)成，612元素由"13,"23元素加權(quán)組合構(gòu)成，621元素由，"32元素加權(quán)組合構(gòu)成，622元素由"33元素構(gòu)成。具體關(guān)系表達式如下[式l]^11=("11+"12+"21+"22V4'[式2]612=(an+fl23)/2[式3]621=(a31+a32)/2[式4](3)將步驟(2)得到的2*2圖像塊按對應(yīng)的下采樣前的圖像塊的位置放置，重新組合成一幅完整的輸出圖像，即可。"""]3"21"22"23a31a32a33記勺2，記為B;^n元實施例4對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，包括以下步驟(1)將輸入的數(shù)字圖像分割成若干個3*3大小的圖像塊；分割的方法類似于MPEG4圖像壓縮算法中將圖像分割成16*16大小的塊，區(qū)別僅在于本方法圖像塊的尺寸變?yōu)?*3;(2)將步驟(1)分割得到的圖像塊作為輸入數(shù)據(jù)，設(shè)為^11"12"13^21^^22^^23"31"32"33，記為A;下采樣的輸出數(shù)據(jù)為2*2大小的圖像塊，設(shè)為:6612622■，記為B;6元素由au，a^元素加權(quán)組合構(gòu)成，612元素由"12，"13,"22^23元素加權(quán)組合構(gòu)成，621元素由&元素構(gòu)成，622元素由"32，"33元素加權(quán)組合構(gòu)成。具體關(guān)系表達式如下[式l]=("ii+"21V2'[式2][式3][式4]^22=("32十"33)"權(quán)利要求1、一種對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，包括將數(shù)字圖像進行分割，其特征在于包括以下步驟(1)將輸入的數(shù)字圖像分割成若干個3*3大小的圖像塊；(2)將步驟(1)分割得到的圖像塊作為輸入數(shù)據(jù)，設(shè)為<math-cwu><![CDATA[<math><mrow><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>a</mi><mn>11</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>a</mi><mn>12</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>a</mi><mn>13</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>a</mi><mn>21</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>a</mi><mn>22</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>a</mi><mn>23</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>a</mi><mn>31</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>a</mi><mn>32</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>a</mi><mn>33</mn></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow></math>]]></math-cwu><!--imgid="icf0001"file="S2008100200271C00011.gif"wi="28"he="17"top="64"left="141"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/-->記為A；下采樣的輸出數(shù)據(jù)為2*2大小的圖像塊，設(shè)為<math-cwu><![CDATA[<math><mrow><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>b</mi><mn>11</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>b</mi><mn>12</mn></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>b</mi><mn>21</mn></msub></mtd><mtd><msub><mi>b</mi><mn>22</mn></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow></math>]]></math-cwu><!--imgid="icf0002"file="S2008100200271C00012.gif"wi="18"he="11"top="86"left="130"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/-->記為B；b11元素由a11元素構(gòu)成，b12元素由a12，a13元素加權(quán)組合構(gòu)成，b21元素由a21，a31元素加權(quán)組合構(gòu)成，b22元素由a22，a23，a32，a33元素加權(quán)組合構(gòu)成；(3)將步驟(2)得到的2*2圖像塊按對應(yīng)的下采樣前的圖像塊的位置放置，重新組合成一幅完整的輸出圖像，即可。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，其特征在于所述的步驟(2)中所述抽樣選取的方式為^元素由^，^^元素加權(quán)組合構(gòu)成，612元素由"13元素構(gòu)成，621元素由"21,"22,<331,"32元素加權(quán)組合構(gòu)成，622元素由a23,"33元素加權(quán)組合構(gòu)成。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，其特征在于所述的步驟(2)中所述抽樣選取的方式為^元素由^，fl^"^A2元素加權(quán)組合構(gòu)成，612元素由^3,"23元素加權(quán)組合構(gòu)成，621元素由《31,"32元素加權(quán)組合構(gòu)成，622元素由￡33元素構(gòu)成。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，其特征在于所述的步驟(2)中所述抽樣選取的方式為6u元素由"n，^,元素加權(quán)組合構(gòu)成，612元素由"12，0,3,022,023元素加權(quán)組合構(gòu)成，621元素由(331元素構(gòu)成，622元素由a32，a33元素加權(quán)組合構(gòu)成。全文摘要本發(fā)明涉及一種對數(shù)字圖像進行9比4下采樣的方法，包括下面步驟A.將輸入圖像分割成若干個3*3大小的圖像塊。B.將步驟a得到的圖像塊進行9比4的非線性下采樣，得到2*2的圖像塊。C.將步驟B得到的圖像塊按對應(yīng)的下采樣前的圖像塊的位置放置，重新組合成一幅完整的輸出圖像。本發(fā)明的目的是為了使圖像的內(nèi)容能夠適應(yīng)空間分辨率較小的顯示器或其它應(yīng)用的需要，提出一種運算量小，不會丟失目標(biāo)的邊緣，能有效保持圖像中細節(jié)的對數(shù)字圖像進行9比4非線性下采樣方法。文檔編號G06T5/00GK101261731SQ20081002002公開日2008年9月10日申請日期2008年3月24日優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日發(fā)明者佳何,尼秀明,丹鄭申請人:安徽創(chuàng)世科技有限公司