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《太原理工大学》 2010年
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贝尔图像自适应插值算法研究

周婷  
【摘要】: 贝尔图像插值是数码相机、摄像机等成像设备的核心技术之一。随着数字成像设备在监控、消费等领域的广泛应用,使得关于插值技术理论的研究也在不断向前发展。从早期简单的线性插值法到如今相对成熟的自适应插值法,每种算法都有各自研究的侧重点。有的算法追求重构图像的视觉质量,多用于计算机对贝尔图像的直接处理;有的算法以具备硬件实现的可行性为目标,在满足一定图像质量的情况下,要求缩短硬件的处理时间。然而,实现这些优秀算法的关键环节,掌握在国外知名的传感器生产厂家手中,通常不被公开或受专利法限制。因此,研究可行有效的自适应插值算法,具有重要的理论意义和应用价值。 本文首先提出一种基于方向标志位的低复杂度插值算法。该算法通过对相邻绿色分量的判断,来定义二进制的方向标志位,根据此标志位的“0”、“1”检测结果,赋予不同邻域位置上的色差分量以特定的权重系数。按此方法重构绿色分量图像的峰值信噪比PSNR达到37.7dB。由于各颜色分量的高频部分存在极强的相关性,针对红蓝色分量图像的高频部分存在严重混叠失真的现象,用已重构的绿色分量的高频部分替换红蓝分量的高频部分。按此方法重构的红蓝色分量图像的PSNR达到36.8dB。实验表明,重构全彩图像的平均PSNR达到37dB,与同类算法相比,该算法不仅达到了一定的图像质量要求,而且计算复杂度更低,易于硬件实现。 本文还提出一种基于同质区域投影的高质量插值算法。该算法首先结合双线性的平滑滤波规则与传统Sobel算子的边缘检测特性,构造出可直接应用于原始贝尔图像的边缘检测算子。进一步分析图像空间-频谱的互相关性,划分图像的同质区域。通过计算同质区域的投影值,确定出图像不被边缘穿越的最小邻域,即待插值像素的最相关邻域。根据上述最小邻域与边缘算子检测的梯度信息,重构全彩图像。实验表明,该算法获得了令人满意的主观视觉效果,且与同类算法相比,重构全彩图像的平均PSNR高达40.68dB,人眼视觉差异值ΔE a*b低至1.2598,是目前重构图像质量较高的插值算法之一。 上述的两种自适应插值算法中,基于方向标志位的方法,可应用于无线视频传输、远程网络监控等对硬件成本有限制或实时性要求较高的场合;基于同质区域投影的方法,可应用于卫星遥感、生物医学等对成像质量要求较高的领域。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
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1 刘松川;李盛阳;谢琪;李绪志;;基于Bayer滤镜的彩色图像复原方法[J];计算机工程与设计;2012年01期
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1 李富红;高清晰贝尔图像实时采集系统[D];太原理工大学;2011年
【参考文献】
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【共引文献】
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2 黄新民;姚军财;何军锋;申静;黄晓洲;;基于离散傅立叶变换的水稻作物数字图像压缩技术研究[J];安徽农业科学;2012年10期
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9 于正林;曹国华;杨东林;;轴承钢球表面缺陷自动检测[A];科技创新与节能减排——吉林省第五届科学技术学术年会论文集(上册)[C];2008年
10 任重;刘国栋;黄振;曾吕明;杨凡;;基于LabVIEW的线阵CCD光强探测仪的实现[A];第十七届十三省(市)光学学术年会暨“五省一市光学联合年会”论文集[C];2008年
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6 赵晓霞;基于RETINEX理论的视频图像增强系统研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
7 林强;隧道支护体结构健康监测技术研究[D];长安大学;2010年
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9 韩军;光学膜厚宽带监控关键技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
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2 徐成功;智能CCD垂线坐标仪[D];山东科技大学;2010年
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4 曹自然;大型板类零件孔形位尺寸检测系统[D];长春理工大学;2010年
5 谢斌;红外瞄具零位走动量测试系统研究[D];长春理工大学;2010年
6 于浩;CCD相机测量对比度的校正方法研究[D];长春理工大学;2010年
7 朱杰英;基于CCD的多通道毛细管电泳信号处理研究[D];大连理工大学;2010年
8 薛信庆;采用结构光方法实现动态目标的三维轮廓重构[D];大连理工大学;2010年
9 陈锡;视频监控中运动目标检测跟踪技术[D];大连理工大学;2010年
10 陶化龙;四角切圆炉单层燃烧器出口流场特征参数提取方法的研究[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
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2 陈春宁;王延杰;;利用信号相关对BAYER格式图像色彩复原[J];电子器件;2007年04期
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4 尤政,李涛;CMOS图像传感器在空间技术中的应用[J];光学技术;2002年01期
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9 张变莲;;一种基于边缘信息的贝尔模板彩色插值方法[J];科学技术与工程;2009年11期
10 贺钦;刘文予;;数字图像传感器颜色插值算法研究[J];小型微型计算机系统;2007年08期
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1 王小龙;[N];科技日报;2010年
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1 段立明;基于USB2.0的数字电视传输流发送/截取系统研制[D];天津大学;2006年
2 郭宜涛;信号完整性在PCB可靠性设计中的应用[D];山东大学;2009年
3 闫成彦;基于USB的线阵CCD图像采集系统[D];大连理工大学;2009年
4 沈慧敏;基于信号完整性分析的高速数字电路仿真与验证[D];上海交通大学;2009年
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【二级参考文献】
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3 王智明;彭安华;王其兵;;数控加工中参数样条插值对列表曲线的逼近研究[J];现代制造工程;2007年02期
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9 高岩;陈敏刚;王长波;马利庄;;二维动画关键帧的层次约束插值算法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
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5 王旭;明基DC2300数码相机单手玩转[N];中国计算机报;2003年
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1 周婷;贝尔图像自适应插值算法研究[D];太原理工大学;2010年
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7 王玉璟;空间插值算法的研究及其在空气质量监测中的应用[D];河南大学;2010年
8 孙彪;基于HotSport的3DNoC热分析研究[D];南京大学;2012年
9 冯杰飞;基于非均匀B样条曲面的图像插值算法[D];山东经济学院;2010年
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