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1、圖像插值算法研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：鄧彩指導(dǎo)教師：朱冰蓮教授專業(yè)：信號(hào)與信息處理學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)通信工程學(xué)院二O一一年四月ResearchofImageInterpolationAlgorithmAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringByDengCaiSupervisedbyProf.ZhuBinglianMajor：SignalandInformationProcessin
2、gCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2010重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要圖像插值在圖像處理領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，它被廣泛的應(yīng)用于各種領(lǐng)域中。傳統(tǒng)插值算法模型簡(jiǎn)單，計(jì)算量小。它們之間的區(qū)別在于映射點(diǎn)周圍像素序列的取法不同。線性算法對(duì)于圖像的光滑區(qū)域已能達(dá)到較好的視覺效果，但是它們不能很好的處理圖像的邊緣細(xì)節(jié)部分，從而導(dǎo)致放大圖像的邊緣細(xì)節(jié)模糊。由于邊緣質(zhì)量好壞影響圖像的主觀評(píng)價(jià)，于是學(xué)者提出了很多基于邊緣保持的插值算法，本論文對(duì)目前流行的該類算法
3、進(jìn)行了分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)許多算法雖然得到了較好的插值精度，但卻需要復(fù)雜的運(yùn)算量做支撐，實(shí)時(shí)性不好。數(shù)據(jù)融合技術(shù)通過組合不同方向上的信息獲得比單方向更準(zhǔn)確的信息，既能改善圖像的主觀視覺效果又能減少算法的運(yùn)算復(fù)雜度。所以，為了提高算法的實(shí)時(shí)性，不少學(xué)者將數(shù)據(jù)融合技術(shù)引入到圖像插值算法中。目前一些基于融合思想的插值算法雖然在插值速度上有所突破，但在融合方法的設(shè)計(jì)上考慮的并不充分，導(dǎo)致插值的主觀視覺效果改善并不明顯。為此，本論文提出了一種改進(jìn)的多方向融合插值算法。首先進(jìn)行區(qū)域類型判斷，對(duì)平坦區(qū)域采用線性算法進(jìn)行插值；對(duì)邊緣區(qū)域則采用改進(jìn)算法進(jìn)行插值。改進(jìn)算法充分考慮44?鄰
4、域內(nèi)待插點(diǎn)沿水平、垂直和對(duì)角六個(gè)方向上的估計(jì)值，然后結(jié)合方向梯度和垂直距離兩個(gè)權(quán)重因子，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合獲得最終插值。大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與效果圖驗(yàn)證了本文提出算法的可行性和有效性。改進(jìn)的多方向融合算法能使放大圖像的邊緣更自然而清晰，取得更好的紋理效果，且獲得了更高的平均梯度值和更小的運(yùn)算時(shí)間，實(shí)時(shí)性增強(qiáng)。對(duì)全彩色圖像進(jìn)行插值時(shí)，關(guān)鍵在于選擇合適的顏色空間，本論文選擇了面向視覺感知且獨(dú)立于設(shè)備的顏色空間：HSI空間。本文還研究了基于CCD圖像的彩色插值算法。為了降低數(shù)字相機(jī)的成本與體積，生產(chǎn)廠家通常會(huì)采用單片CCD圖像傳感器，并在其表面覆蓋一層彩色濾波陣列CFA，它使得每
5、個(gè)像素只能獲得物理三基色其中的一個(gè)分量。為了獲得全彩色圖像，就必須設(shè)計(jì)一種彩色插值算法以獲得缺失的另外兩個(gè)通道信息。本文在分析了典型算法和部分新算法的優(yōu)勢(shì)與不足之處后，提出了一種結(jié)合方向權(quán)重的彩色插值算法。提出的算法區(qū)別對(duì)待強(qiáng)邊緣、弱邊緣和平坦區(qū)域，在恢復(fù)缺失通道信息的時(shí)候充分結(jié)合色差準(zhǔn)則、通道間的相關(guān)性以及多方向權(quán)重信息。且該算法能使重建的全彩色圖像獲得較好的視覺效果、較高的平均梯度值、較小的歐式距離以及較少的耗用時(shí)間。關(guān)鍵字：圖像插值；數(shù)據(jù)融合；方向梯度；Bayer濾波陣列；去馬賽克I重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要AbstractImageinterpolat
6、ionplaysanimportantroleinimageprocessingarea,anditiswidelyusedinvariousfields.Traditionalinterpolationalgorithmsaresimpleandeasilyrealized.Thedifferencebetweentraditionalalgorithmsisthewayofgettingthepixelsaround.Thoughtraditionalalgorithmsachievegoodvisualeffectinflatares,buttheycan
7、’tprocesstheedges,texturesandsoon,whichleadstheedgedetailstobefuzzyintheenlargementimage.Becauseofthesubjectiveevaluationofimagequalityismainlyaffectedbytheedge,somescholarsproposemanyedge-directedinterpolationalgorithms.Thispaperanalysiskindsofmethodspopularnowadays,andfindsoutthatm
8、anyinterpola
