一種圖像自適應顯示方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種針對不同尺寸顯示終端上的圖像自適應顯示方法，屬于圖像、多 媒體信號處理技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著移動設備的普及，適用于不同網絡的終端設備不斷換代更新，電視、筆記本 電腦、PDA、手機等，不同類型、不同尺寸顯示終端的存在成為客觀事實。為了保證持不同 設備的用戶都能夠舒適地觀看同樣的圖像內容，要求圖像內容能自適應于不同網絡狀況、 不同尺寸、不同比例的用戶終端，這就要求圖像具有自適應技術。當我們將一幅尺寸大的 高清圖片傳輸到屏幕尺寸小且分辨率低的顯示終端上進行顯示時，可能會出現圖像變形失 真、或畫面中的一些關鍵細節區域丟失等問題，從而影響了觀眾欣賞質量。為了使不同設備 的用戶都能舒適地觀看內容保存完好沒有失真的圖像，這就需要一個精準的圖像自適應系 統，使圖像能夠自適應的顯示于不同尺寸的終端設備，使觀眾有最好的觀看體驗。
[0003] 近幾年，已經有越來越多的研宄者開始關注圖像自適應顯示這個問題。傳統的圖 像自適應方法包括均勾縮放（scaling)技術和簡單裁切（cropping)技術。均勾縮放就是對 原始圖像進行均勻下采樣或者插值得到目標尺寸的圖像，而當我們改變圖像的寬高比來均 勻縮放時，往往導致圖像重要區域內容的拉伸失真變形，而且屏幕尺寸越小，分辨率越低， 產生的失真越明顯，這樣造成嚴重的觀賞質量下降。簡單裁切技術是通過手動裁掉圖像的 邊緣內容得到顯示圖像最突出部分的目標圖像，而這種方法對不同的顯示尺寸會減掉一些 重要信息區域，從而造成一些圖像的關鍵細節的丟失，使重要區域顯示不完整，圖片內容殘 缺。
[0004] 圖像自適應顯示的關鍵問題是如何獲取圖像的重要內容，以及使其重要內容或關 注對象區域能夠很好的在不同尺寸、不同分辨率的屏幕上顯示出來。常用的一種方法是：通 過細縫裁剪的方法處理圖像中不引人注意的像素內容來改變圖像的尺寸，最大限度的保護 重要區域不發生形變，同時盡可能的保留原始圖像的全局信息，但如何對細縫裁剪的視覺 影響進行評價是一大難點。

【發明內容】

[0005] 本發明針對高分辨率圖像在小尺寸或低分辨率顯示器進行顯示時存在的變形失 真及關鍵細節的丟失等問題，提供一種能夠自適應的調整圖像尺寸、保證圖像重要區域信 息完整顯示以及圖像失真最小的針對不同尺寸顯示終端的圖像自適應顯示方法。本發明采 用一種質量評價標準監控重要信息的變形程度，通過設定一定的閾值在細縫剪裁和均勻縮 放處理之間進行平衡，阻止圖像重要物體邊緣失真。本發明結合了融合局部和全局顯著性 的顯著圖，采用了稠密SIFT流矢量場質量評價標準和設定的閾值使自適應方法由細縫裁 剪及時轉換成均勻縮放，保證圖像重要區域不出現傳統細縫裁剪容易出現的重要區域的邊 緣失真。實驗結果表明此方法自適應后的圖像能夠在滿足顯示尺寸的同時，保證圖像重要 區域信息完整顯示，圖像的變形失真降到最低。
[0006] 本發明技術方案如下：
[0007] -種圖像自適應顯示方法，該方法基于圖像內容感知，結合細縫裁剪和均勻縮放， 具體步驟是：
[0008] (1)建立視覺關注模型：分別計算圖像中每個像素點的局部對照顯著性和全局對 照顯著性，得到局部顯著圖和全局顯著圖；將局部顯著圖和全局顯著圖進行加權組合，得到 最終的顯著圖；
[0009] (2)細縫的初始化：用步驟⑴中得到的顯著圖作為能量圖計算能量代價圖，根據 能量代價圖選出可以去除的細縫，并按照能量代價低到能量代價高的順序為圖像中這些可 以去除的細縫進行排序；
[0010] (3)細縫裁剪及圖像裁剪變形的衡量：按照步驟（2)中的排序進行細縫裁剪，并同 時利用SIFT流計算原始圖像和裁剪過程中生成的臨時圖像之間的距離；
[0011] (4)剪裁終止：當原始圖像和剪裁過程中生成的臨時圖像之間的距離超過閾值 Θ，即變形超過設定指標時，終止細縫裁剪；若剪裁后的圖像未達到目標尺寸，則采用均勻 縮放方法得到目標尺寸的圖像。
[0012] 特別地，步驟（1)的具體實現步驟為：
[0013] a.采用滑動的變窗口來計算每一像素點的亮度、紋理和顏色的局部對照值：將輸 入圖像用高斯金字塔進行多級濾波，計算亮度、紋理和顏色特征的局部對照圖，采取迭代內 插求和算法，得到原始圖像尺度上的特征圖，對得到的亮度、紋理和顏色特征圖歸一化并結 合得到每個像素點的局部對照顯著性；
[0014] b.采用基于顏色特征的全局對照計算圖像中每個像素點的全局對照顯著性：將 顏色特征的差異作為兩個像素間特征的差異，把圖像從RGB空間轉換到CIE L*a*b顏色空 間中，采用圖像塊的方式，計算當前像素塊與周圍其他所有像素塊之間的歐氏距離的和并 將其作為該像素塊中心像素點的全局對照值；
[0015] c.將全局對照顯著性作為主要顯著區域檢測依據，將局部對照顯著圖和全局對照 顯著圖進行加權組合，得到最終的顯著圖。
[0016] 特別地，步驟（2)的具體實現步驟為：
[0017] a.根據步驟（1)計算得到的顯著圖計算能量最小代價圖；
[0018] b.根據能量最小代價圖找能量最小代價縫；
[0019] c.從顯著圖和原始RGB圖中刪除能量最小代價縫，剩下的像素點向右上方依次順 延形成連續的圖；
[0020] d.對步驟c形成的顯著圖重復執行步驟a至c，得到一個記錄了能量代價從高到 低的需要移除的細縫的位置矩陣。
[0021] 特別地，步驟（3)的具體實現步驟為：
[0022] a.定義兩圖像之間的距離方程：得到兩幅圖之間的稠密SIFT流矢量場，計算兩幅 圖匹配的所有SIFT點距離的平均值作為圖像之間的距離方程，用來評價目標圖片和原始 圖片之間重要信息的變形量；
[0023] b.利用步驟⑵中可以裁剪的細縫排序對圖像尺寸進行逐次調整，每次移除10條 細縫，并且在每次得到的臨時圖像上計算它與原始圖像的距離。
[0024] 本發明通過構建一種基于局部和全局對照顯著性的視覺注意模型來有效地提取 圖像的顯著區域（即