论文导读：得到缩放后的数字图像，数字图像缩放的整个过程如图1 所示。本文采用一些图像并进行缩放算法的实现，算法实现在Windows XP系统下，CPU为AMD3200+，内存为512MB，通过VC作为开发平台，以寻找一种适合资讯系统使用的图像缩放算法，该算法的选取标准：既要提高图像在缩放后的质量，同时也不影响资讯电视系统的执行效率。
关键词：资讯电视系统,缩放,插值算法
资讯电视系统在现今的社会中已经占据很重要的位置，在人们的日常生活中已经离不开这一重要的平台，随着人们生活水平的提高，对于资讯电视系统提供的图像质量也有了很高的要求，因此，除了满足人们日常生活的需要，同时对于自身提供信号质量的要求也不断的进行提高。
1 图像的缩放质量问题提出
在资讯电视系统中，由于播放区域大小的指定大部分情况下不会刚好等于图像的自身分辨率大小，因此必须引入图像的缩放，这种缩放的引入正是质量下降的一个最主要的因素。
2 本文解决的主要问题
本文要解决的资讯电视系统中的图像质量问题是由于缩放算法的选择不当引起的图像质量的下降问题。图像的缩放是一个播放引擎最基本的功能之一，但缩放质量与缩放效率往往难以找到一个平衡点。不同的缩放可以得到的缩放质量与执行的效率有很大的差别，通过对缩放算法的比较分析找到一个适合系统不同应用的缩放算法是可能的。
3 图像缩放的原理
图像缩放主要是指图像的放大与缩小，数字图像f d (m, n)是一个离散点阵，它可以理解为对现实中相应的模拟图像fa(x, y)进行采样得到，根据数字信号理论，由该离散的采样点可以通过重建滤波器恢复为相应的模拟图像，即相应的模拟图像可通过离散图像采样点f d (m,n)和重建滤波器的二维连续脉冲响应h(x, y)的卷积来获到，如（1）式：
f a (x，y)=  （1）h(x，y)也称为插值内核，它可以分解为水平与垂直分量的乘积，即：h(x，y) = h(x) h(y)；则上式可表示为（2）式：
f a (x，y) =  （2）
数字图像进行放大或缩小时，先将数字图像恢复为模拟图像然后按新的采样周期对模拟图像进行采样。得到缩放后的数字图像，数字图像缩放的整个过程如图1 所示。
图1 数字图像的缩放过程
根据奈奎斯特采样定理：频带宽度有限的模拟图像fa(x,y)， 当满足采样定理时，则不失真地被一数字图像f d (m,n)所确定。论文参考网。在这种情况下，通过一个理想低通滤波器，就能把原始图像连续信号f a (x,y)从采样后的离散信号f d (m,n)完全恢复出来，此时，上式中的插值内核为SINC函数即h(x) = sin(πx)/(πx)，限制SINC函数的定义域在采样点区域内得到有限域内的SINC插值如式（3）
 (3)
设原图像的采样周期为T，新的采样周期为T/S，当S > 1 时,新的采样周期T/S 比原采样周期T 小, 图像便被放大。 同理,当S < 1 时,新的采样周期T/S 比原采样周期T 大,图像便被缩小。用新的采样周期T/S 对模拟图像f a (x, y)进行重采样,便可得到经过缩放的数字图像g d (k, l)。
 (4)
式(4)给出了经过缩放的数字图像g d (k, l)与原数字图像f d (m, n)之间的关系，从中可以看出：经过缩放的数字图像的每一个像素g d (k, l)是原数字图像各个像素的加权和，由于二维的图像可以看成水平与垂直两个方向上一维图像的合成，因此我们将式（4）用一维的公式表示如式（5）：
g(k) =  (5)
其中h(k/S-m)=  ；
由SINC函数入手，我们来看看插值函数的机理，SINC函数的曲线如图2所示：
图2 内插函数SINC曲线图
由图中可知，当x=0时h(x) = 1; 当x=1,2,3…时h(x)=0，即有式（7）：
 (7)
由式（5）知x=0即k/S － m ＝ 0，得到k＝ m×S，即当缩放后图像的像素点正好位于相应原图的缩放倍数的位置时缩放后的图像点由原像素点唯一确定，比如在放大两倍的图像S＝2，由式（5）得：
g(0)=Σf(m)h(0/2-m) =Σf(m)h(m)= f(0)×h(0)+f(1)×h(1)…= f(0);
g(2)=Σf(m)h(2/2-m)=Σf(m)h(1-m)=f(0)×h(1)+f(1)×h(0)+f(2)×h(-1)…= f(1); 1/3 1 2 3 下一页 尾页 |
