图像插值方法及装置

摘要

一种图像插值方法及装置，所述方法包括：对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值；当所述待插值像素点处于图像边缘时，对所述待插值像素点进行边缘导向插值；当所述待插值像素点处于非图像边缘时，将所述初始灰度值作为最终灰度值；计算所述待插值像素点处的几何对偶性假设的满足程度；判断所述几何对偶性假设的满足程度是否小于第一阈值；当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果，得到所述最终灰度值；当所述几何对偶性假设的满足程度大于或等于所述第一阈值时，将所述初始灰度值作为所述最终灰度值。上述方案可提高插值后高分辨率图像的质量。

权利要求

1.一种图像插值方法，其特征在于，包括：

在判断待插值像素点是否处于图像边缘之前，对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值；

在对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值之后，判断所述待插值像素点是否处于图像边缘；

当所述待插值像素点处于图像边缘时，对所述待插值像素点进行边缘导向插值，包括：仅通过待插值像素点相邻的4个像素点，计算所述待插值像素点的边缘导向插值，并在对两个相邻的待插值像素点进行边缘导向插值时，重复使用计算所述待插像素点相邻的四个像素点的灰度值与所述待插像素点的灰度值平方估计中出现过的相同差值项，且用新的差值项置换旧的差值项；

当所述待插值像素点不处于图像边缘时，将所述初始灰度值作为最终灰度值；

计算所述待插值像素点处的几何对偶性假设的满足程度；

判断所述几何对偶性假设的满足程度是否小于第一阈值；

当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果，得到所述待插值像素点的所述最终灰度值；

当所述几何对偶性假设的满足程度大于或等于所述第一阈值时，将所述初始灰度值作为所述最终灰度值。

2.根据权利要求1所述的图像插值方法，其特征在于，所述计算所述待插值像素点处的几何对偶性假设的满足程度，包括：将M作为所述几何对偶性假设的满足程度，M通过公式 计算；其中，ei＝2

(xi–hbic) ，xi为待插值像素点相邻的4个像素点中第i个像素点的灰度值，hbic表示对待插值像素点进行双三次插值得到的初始灰度值； nij表示待插值像素点的4×4邻域内，同一方向上相邻像素点的灰度值之差。

3.根据权利要求2所述的图像插值方法，其特征在于，所述融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果，包括：将h作为所述待插值像素点的所述最终灰度值，h通过公式 计

算获得；其中，hed表示所述对所述待插值像素点进行边缘导向插值得到的结果，hbic表示对待插值像素点进行双三次插值得到的初始灰度值；th表示所述第一阈值，M作为所述几何对偶性假设的满足程度。

4.一种图像插值装置，其特征在于，包括：双三次插值计算单元、第一判断单元、边缘导向插值单元、满足程度计算单元、第二判断单元、融合单元和输出单元；

所述双三次插值计算单元，适于在判断待插值像素点是否处于图像边缘之前，对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值；

所述第一判断单元，适于在对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值之后，判断所述待插值像素点是否处于图像边缘；

所述边缘导向插值单元，适于所述待插值像素点处于图像边缘时，对所述待插值像素点进行边缘导向插值；其中，仅通过待插值像素点相邻的4个像素点，计算所述待插值像素点的边缘导向插值，并在对两个相邻的待插值像素点进行边缘导向插值时，重复使用计算所述待插像素点相邻的四个像素点的灰度值与所述待插像素点的灰度值平方估计中出现过的相同差值项，且用新的差值项置换旧的差值项；

所述满足程度计算单元，适于计算所述待插值像素点处的几何对偶性假设的满足程度；

所述第二判断单元，适于判断所述几何对偶性假设的满足程度是否小于第一阈值；

所述融合单元，适于当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果；

所述输出单元，适于当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，将所述融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果作为所述待插值像素点的最终灰度值输出；当所述几何对偶性假设的满足程度大于或等于所述第一阈值时，或当所述待插值像素点不处于图像边缘时，将所述初始灰度值作为所述最终灰度值输出。

5.根据权利要求4所述的图像插值装置，其特征在于，所述满足程度计算单元适于：将M作为所述几何对偶性假设的满足程度，M通过公式 计算；其中，ei＝(xi–hbic)2，xi为待插值像素点相邻的4个像素点中第i个像素点的灰度值，hbic表示对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值； nij表示待插值像素点的4×4邻域内，同一方向上相邻像素点的灰度值之差。

6.根据权利要求5所述的图像插值装置，其特征在于，所述融合单元适于：将h作为所述待插值像素点的所述最终灰度值，h通过公式 计算获得；其中，hed表示所述对所述待插值像素点进行边缘导向插值得到的结果，hbic表示对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值；th表示所述第一阈值，M作为所述几何对偶性假设的满足程度。

说明书

图像插值方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像插值方法及装置。

背景技术

[0002] 图像插值是一种应用广泛的图像处理方法，它可以为数码图像增加或减少像素的数目，如将低分辨率的图像插值成高分辨率图像以便在高分辨率显示器上清晰显示。

[0003] 一幅自然图像通常由平坦区域、边缘、角点、纹理等基本要素构成，现有的插值技术往往只针对某种图像要素具有较好的插值效果。例如，双三次插值方法是一种常用的图像插值方法，它的优点是插值系数与图像内容无关，算法复杂度低，对平坦区域和图像角点的插值效果较好，但在插值边缘时会出现混淆、模糊等现象。而另一种利用参数方程来描述边缘的几何特性的边缘导向的插值方法，在对尺度适中、方向稳定的一般边缘插值时，能够得到平滑清晰的插值结果，但边缘导向的插值方法需要满足几何对偶性假设，即要满足高、低分辨率图像在对应位置处的几何特性保持一致，在不满足几何对偶性假设时，边缘导向插值会出现假纹理和斑点噪声等人为现象。

[0004] 因此，现有技术存在插值后的图像质量较差的问题，表现为不能同时避免插值图像中的混淆模糊、斑点噪声和假纹理的人为现象。

发明内容

[0005] 本发明解决的技术问题是提高图像插值后的图像质量，使得插值后的图像同时避免插值图像中的混淆模糊、斑点噪声和假纹理的人为现象。

[0006] 为解决上述问题，本发明提供一种图像插值的方法，所述方法包括：

[0007] 对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值；

[0008] 判断所述待插值像素点是否处于图像边缘；

[0009] 当所述待插值像素点处于图像边缘时，对所述待插值像素点进行边缘导向插值；

[0010] 当所述待插值像素点不处于图像边缘时，将所述初始灰度值作为最终灰度值；

[0011] 计算所述待插值像素点处的几何对偶性假设的满足程度；

[0012] 判断所述几何对偶性假设的满足程度是否小于第一阈值；

[0013] 当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果，得到所述待插值像素点的所述最终灰度值；

[0014] 当所述几何对偶性假设的满足程度大于或等于所述第一阈值时，将所述初始灰度值作为所述最终灰度值。

[0015] 可选地，所述计算所述待插值像素点处的几何对偶性假设的满足程度，包括：

[0016] 将M作为所述几何对偶性假设的满足程度，M通过公式 计算；其中，ei＝(xi–hbic)2，xi为待插值像素点相邻的4个像素点中第i个像素点的灰度值，hbic表示对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值； nij表示待插值像素点的4×4邻域内，同一方向上相邻像素点的灰度值之差。

[0017] 可选地，所述融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果，包括：

[0018] 将 h 作 为 所 述 待 插 值像 素 点 的 所 述 最 终 灰 度 值 ，h 通 过 公式计算获得；其中，hed表示所述对所述待插值像素点进行边缘导向插值得到的结果，hbic表示对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值；th表示所述第一阈值，M作为所述几何对偶性假设的满足程度。

[0019] 可选地，所述当所述待插值像素点处于图像边缘时，对所述待插值像素点进行边缘导向插值，包括：

[0020] 在对两个相邻的待插值像素点进行边缘导向插值时，重复使用计算所述待插像素点相邻的四个像素点的灰度值与所述待插像素点的灰度值平方估计中出现过的相同差值项，且用新的差值项置换旧的差值项。

[0021] 本发明实施例还提供了一种图像插值装置，所述装置包括：双三次插值计算单元、第一判断单元、边缘导向插值单元、满足程度计算单元、第二判断单元、融合单元和输出单元；

[0022] 所述双三次插值计算单元，适于对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值；

[0023] 所述第一判断单元，适于判断所述待插值像素点是否处于图像边缘；

[0024] 所述边缘导向插值单元，适于在所述待插值像素点处于图像边缘时，对所述待插值像素点进行边缘导向插值；

[0025] 所述满足程度计算单元，适于计算所述待插值像素点处的几何对偶性假设的满足程度；

[0026] 所述第二判断单元，适于判断所述几何对偶性假设的满足程度是否小于第一阈值；

[0027] 所述融合单元，适于当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果；

[0028] 所述输出单元，适于当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，将所述融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果作为所述待插值像素点的最终灰度值输出；当所述几何对偶性假设的满足程度大于或等于所述第一阈值时，或当所述待插值像素点不处于图像边缘时，将所述初始灰度值作为所述最终灰度值输出。

[0029] 可选地，所述满足程度计算单元适于：将M作为所述几何对偶性假设的满足程度，M通过公式 计算；其中，ei＝(xi–hbic)，xi为待插值像素点相邻的4个像素点中第i个像素点的灰度值，hbic表示对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值；nij表示待插值像素点的4×4邻域内，同一方向上相邻像素点的灰度值之
差。

[0030] 可选地，所述融合单元适于：将h作为所述待插值像素点的所述最终灰度值，h通过公式 计算获得；其中，hed表示所述对所述待插值像素点进行边缘导向插值得到的结果，hbic表示对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值；th表示所述第一阈值，M作为所述几何对偶性假设的满足程度。

[0031] 可选地，所述边缘导向插值单元还适于：

[0032] 在对两个相邻的待插值像素点进行边缘导向插值时，重复使用计算所述待插像素点相邻的四个像素点的灰度值与所述待插像素点的灰度值平方估计中出现过的相同差值项，且用新的差值项置换旧的差值项。

[0033] 与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

[0034] 本发明实施例的技术方案通过对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值，当所述待插值像素点处于图像边缘时，对所述待插值像素点进行边缘导向插值，当所述待插值像素点不处于图像边缘时，将所述初始灰度值作为所述最终灰度值，计算所述待插值像素点处的几何对偶性假设的满足程度，判断所述几何对偶性假设的满足程度是否小于第一阈值，当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果，得到所述待插值像素点的最终灰度值，当所述几何对偶性假设的满足程度大于或等于所述第一阈值时，将所述初始灰度值作为所述最终灰度值，由于本技术方案融合了双三次插值的结果和边缘导向插值的结果，具体提供了融合结果的方法，并且区分了是否使用融合结果的条件，即将几何对偶性假设的满足程度量化并与第一阈值比较来确定是否使用融合结果，从而可以同时避免插值图像中的混淆、斑点噪声和假纹理的人为现象，提高了插值后高分辨率图像的质量。

[0035] 进一步地，本发明实施例的技术方案在对两个相邻的待插值像素点进行边缘导向插值时，重复使用计算所述待插值像素点相邻的四个像素点与所述待插值像素点的灰度值之差的平方估计中出现过的相同差值项，且用新的差值项置换旧的差值项，从而可以减小边缘导向插值的运算量。

附图说明

[0036] 图1是本发明实施例中的一种图像插值方法的流程图；

[0037] 图2是本发明实施例中的一种获得两倍于原始图像尺寸的高分辨率图像时的插值示意图；

[0038] 图3是本发明实施例中的一种中心像素和毗邻像素的位置关系的示意图；

[0039] 图4是在计算待插值像素点与相邻4个像素点的灰度差平方的估计时，本发明实施例中的一种替换相同差值项的示意图；

[0040] 图5是本发明实施例中的一种图像插值装置的结构示意图。

具体实施方式

[0041] 如背景技术中所言，现有技术对一幅图像进行插值得到的图像质量较差，表现为不能同时避免插值图像中的混淆模糊、斑点噪声和假纹理的人为现象。

[0042] 本发明实施例通过对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值，当所述待插值像素点处于图像边缘时，对所述待插值像素点进行边缘导向插值，当所述待插值像素点不处于图像边缘时，将所述初始灰度值作为所述最终灰度值，计算所述待插值像素点处的几何对偶性假设的满足程度，判断所述几何对偶性假设的满足程度是否小于第一阈值，当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果，得到所述待插值像素点的最终灰度值，当所述几何对偶性假设的满足程度大于或等于所述第一阈值时，将所述初始灰度值作为所述最终灰度值，由于本技术方案融合了双三次插值的结果和边缘导向插值的结果，具体提供了融合结果的方法，并且区分了是否使用融合结果的条件，从而可以同时避免插值图像中的混淆、斑点噪声和假纹理的人为现象，提高了插值后高分辨率图像的质量。

[0043] 为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

[0044] 图1是本发明实施例中的一种图像插值方法的流程图。如图1所示的图像插值方法可以包括：

[0045] 步骤S101：对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值。

[0046] 在具体实施中，所述待插值像素点可以是中心像素或毗邻像素。参照图3所示，黑色方块h0为所述中心像素，黑色三角块h1为所述毗邻像素。

[0047] 在具体实施中，双三次插值由于是一种相对稳定的计算方法，所以将双三次插值的结果作为待插值像素的初始灰度值。此外，初始使用双三次插值的结果可以简化运算。

[0048] 步骤S102：判断所述待插值像素点是否处于图像边缘；当所述待插值像素点处于图像边缘时，执行步骤S103，否则执行步骤S107。

[0049] 在具体实施中，可以根据梯度变化等因素来判断所述待插值像素点是否处于图像边缘。

[0050] 步骤S103：对所述待插值像素点进行边缘导向插值。

[0051] 在具体实施中，当所述待插值像素点处于图像边缘时，对所述待插值像素点进行边缘导向插值，当所述待查像素点处在图像的非边缘时，对所述待插值像素点采用双三次插值，即此时使用步骤S101中计算的初始灰度值作为待插值像素点在高分辨率图像中的灰度值。

[0052] 在具体实施中，计算边缘导向插值的结果可以采用公式 其中，xi为待插值像素点相邻的4个像素点中第i个像素点的灰度值，wi为权重，根据与待插值像素点相邻的4个像素点中第i个像素点与待插值像素点的相似度来确定，所述相似度越大，wi越大。wi可以根据公式wi＝(E(ni2)+c)-2来计算，其中c为常量，E(ni2)为第i个像素点与待插值像素点灰度差值平方的估计， nij表示待插值像素点的4×4邻域
内，同一方向上相邻像素点的灰度值之差。

[0053] 在具体实施中，在进行边缘导向插值的过程中，可以在对两个相邻的待插值像素点进行边缘导向插值时，具体在计算上述的E(ni2)时，可以重复使用与之相邻的待插值像素点计算E(ni2)时出现过的相同差值项，且用新的差值项置换旧的差值项。

[0054] 步骤S104：计算所述待插值像素点处的几何对偶性假设的满足程度。

[0055] 由于边缘导向的插值方法的重要依据是几何对偶性假设，该假设认为图像内容的几何特性在高、低分辨率图像中保持一致，如图像边缘。如果几何对偶性假设无法得到满足，边缘导向的插值方法会产生一些人为现象。例如，草地图像的边缘的尺度较小且强度弱，插值出的像素与直接映射到高分辨率图像中的像素相差较大，使得斑点效应非常明显。又如，对图像中的角点使用边缘导向的插值方法时在角点处产生毛刺。

[0056] 因此，所述几何对偶性假设的满足程度关系到边缘导向的插值方法的使用效果。

[0057] 在具体实施中，计算所述待插值像素点处的所述几何对偶性假设的满足程度可以包括：

[0058] 将M作为所述几何对偶性假设的满足程度，M通过公式 计算；其中，ei＝xi-hbic，xi表示与所述待插值像素点相邻的四个像素点中其中一个的灰度值，hbic表示对待插值像素点进行双三次插值得到的初始灰度值； nij表示待插值像素点的4×4邻域内，同一方向上相邻像素点的灰度值之差。

[0059] 本发明实施例通过使用计算得到的M来反映几何对偶性假设的满足程度。

[0060] 步骤S105：判断所述几何对偶性假设的满足程度是否小于第一阈值；当所述几何对偶性假设的满足程度小于第一阈值时，执行步骤S106，否则执行步骤S107。

[0061] 在具体实施中，所述第一阈值的设定可以进行不同的调整而设定，在此不做限制。

[0062] 步骤S106：融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果，得到所述待插值像素点的最终灰度值。

[0063] 在具体实施中，当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，可以将h作为所述待插值像素点的最终灰度值，h通过公式 计算获得；其中，hed表示所述对所述待插值像素点进行边缘导向插值得到的结果，hbic为对待插值像素点进行双三次插值得到的初始灰度值；th表示所述第一阈值，M表示所述几何对偶性假设的满足程度。

[0064] 本发明实施例融合了双三次插值结果和边缘导向插值结果，而融合两个结果需要的条件之一是所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值。因此，本发明实施例的技术方案，实际上通过提出一种评价所述几何对偶性假设的满足程度的方法，并加入所述几何对偶性假设与第一阈值间的大小判断，可较准确地衡量是否同时使用双三次插值和边缘导向的插值得到的结果，进而实现在不同区域的待插值像素点采用适当的方法来进行插值，并且当满足上述设置的条件时，融合两个结果得到图像质量较高，从而使得采用本方案的图像不会出现混淆模糊、假纹理和斑点噪声中的任意一种或几种。

[0065] 步骤S107：将所述初始灰度值作为所述最终灰度值。

[0066] 在具体实施中，当待插值像素点处于非边缘区域时，可以直接采用双三次插值，这是由于边缘导向的插值方法在非边缘区域的插值效果与双三次插值的插值效果相近，而且在这种情况下，使用双三次插值相比使用边缘导向的插值方法可以简化运算的复杂度，提高运算速度。

[0067] 在具体实施中，在毗邻像素作为所述待插值像素点时，需要利用已经插值出的中心像素中来计算E(n2i)。

[0068] 为进一步说明本发明的技术方案计算所述待插值像素点的所述最终灰度值的过程，请参看图2。

[0069] 图2是本发明实施例中的一种获得两倍于原始图像尺寸的高分辨率图像的插值示意图。结合图1的流程图进行说明。

[0070] 如图所示，假设待插值像素点为实心方块所示的h0，其4×4邻域内的相邻像素点为P5、P6、P9和P10。黑色圆点表示的点P0-P15为低分辨率图像中的像素。

[0071] 首先，双三次插值利用距离所述待插值像素点最近的16个像素计算出待插点的初始灰度值hbic。需注意的是，本领域技术人员能理解所述双三次插值如何计算出所述初始灰度值hbic，在此不赘述。

[0072] 其次，执行步骤102，在判断结果为是时，执行步骤103。步骤S103中计算所述待插值像素点的边缘导向插值，边缘导向插值利用最邻近的4个像素点求出所述待插值像素点。这里使用公式 进行计算得到所述边缘导向插值hed，其中，wi为权重，在
满足几何对偶性假设的前提下，可以根据相邻低分辨率像素点间的灰度差值来估计相邻像素点为P5、P6、P9和P10中第i个像素点与所述待插值像素点间的相似度，从而确定wi，即使用公式wi＝(E(ni2)+c)-2来计算wi，其中 nij表示待插值像素点的4×4邻域
内，同一方向上相邻像素点的灰度值之差，图2中箭头指出了求E(n21)时作灰度差的两个像素，E(n21)的计算式为：E(n12)＝((p0-p5)2+(p1-p6)2+...+(p9-p14)2)/8，计算式中的p0-p5表示求P0像素点和P5像素点的灰度差，计算式中的其他项表示的意思类似，不再赘述。

[0073] 需要指出的是，图2中仅给出了计算E(n21)的示意，即仅仅用箭头指出了计算E(n21)时求灰度差的像素点。本领域技术人员可以理解求其他三个相邻像素点P6、P9和P10的2
wi时所要列出的计算E(ni)的计算式。

[0074] 在计算出所述边缘导向插值hed后，执行步骤S104。本发明实施例通过使用公式计算出M来衡量所述几何对偶性假设的满足程度。当执行步骤S105进行判断所述几何对偶性假设的满足程度M是否小于第一阈值th得到的结果为是时，执行步骤S106将双三次插值得到的初始灰度值hbic与边缘导向插值hed进行融合，具体使用公式即可计算出所述待插值像素点在高分辨率图像中的最终灰度值
h。

[0075] 在具体实施中，如图3所示，方块h0为中心像素，三角块h1和h2为毗邻像素，当所述中心像素h0的毗邻像素h1和h2作为待插值像素点时，需要利用已经插值出的中心像素h0来计算E(n2i)。

[0076] 在具体实施中，如图4所示，在对两个相邻的待插值像素点h0和h'0进行边缘导向插值时，重复使用计算所述待插值像素点相邻的四个像素点与所述待插值像素点的灰度值之差的平方估计中，即重复使用计算E(n2i)出现过的相同差值项，且用新的差值项置换旧的差值项。需要注意的是，h0和h'0是任意的两个相邻的中心像素，下一个与h'0相邻的中心像素在计算E(n2i)时，可以复用计算h'0边缘导向插值中的相同差值项，以此类推。同时需要注意的是，图4中仅给出了待插值像素点为中心像素的情况，相邻两个毗邻像素间进行边缘导向插值时也可以复用出现过的相同差值项，从而可以进一步减小算法的运算量。

[0077] 图5是本发明实施例中的一种图像插值装置的结构示意图。如图所示的图像插值装置50可以包括：双三次插值计算单元501、第一判断单元502、边缘导向插值单元503、满足程度计算单元504、第二判断单元505、融合单元506和输出单元507；

[0078] 所述双三次插值计算单元501，适于对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值；

[0079] 所述第一判断单元502，适于判断所述待插值像素点是否处于图像边缘；

[0080] 所述边缘导向插值单元503，适于在所述待插值像素点处于图像边缘时，对所述待插值像素点进行边缘导向插值；

[0081] 所述满足程度计算单元504，适于计算所述待插值像素点处的几何对偶性假设的满足程度；

[0082] 所述第二判断单元505，适于判断所述几何对偶性假设的满足程度是否小于第一阈值；

[0083] 所述融合单元506，适于当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果；

[0084] 所述输出单元507，适于当所述几何对偶性假设的满足程度小于所述第一阈值时，将所述融合所述初始灰度值与所述边缘导向插值得到的结果作为所述待插值像素点的最终灰度值输出；当所述几何对偶性假设的满足程度大于或等于所述第一阈值时，或当所述待插值像素点不处于图像边缘时，将所述初始灰度值作为所述最终灰度值输出。

[0085] 在具体实施中，所述满足程度计算单元503适于：将M作为所述几何对偶性假设的满足程度，M通过公式 计算；其中，ei＝(xi–hbic)2，xi表示与所述待插值像素点相邻的四个像素点的灰度值，hbic表示对待插值像素点进行双三次插值得到初始灰度值；nij表示待插值像素点的4×4邻域内，同一方向上相邻像素点的灰度值之
差。

[0086] 在具体实施中，所述融合单元505适于：将h作为所述待插值像素点的最终灰度值，h通过公式 计算获得；其中，hed表示所述对所述待插值像素点进行边缘导向插值得到的结果，th表示所述第一阈值。

[0087] 在具体实施中，所述边缘导向插值单元503还适于：在对两个相邻的待插值像素点进行边缘导向插值时，重复使用计算所述待插像素点相邻的四个像素点的灰度值与所述待插像素点的灰度值平方估计中出现过的相同差值项，且用新的差值项置换旧的差值项。

[0088] 本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于以计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

[0089] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。