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数字图像放大技术的研究与电视墙图像分配器的研制

杨健君  
【摘要】: 大屏幕、高清晰度、数字显示是当今显示技术领域的潮流和发展方向。图像放大技术的研究也日益重要。另外,组合屏电视墙系统是现代实现大屏幕显示的一种主要方法。我们502教研室研制成功的高亮度、高清晰度大屏幕YAG背投影仪,是新一代显示设备中的佼佼者,该研究成果获国家科技发明二等奖,我们采用该投影仪研制成功了3×3电视墙。而电视墙系统的信号处理部分的关键是图像分配器。本文研究了传统和新兴的图像放大技术,提出了两种适用于电视墙显示的图像放大方法。并研制成功了一套可用于2×2、3×3倍放大的电视墙图像分配器。 本文的创新点和主要的工作成果,按书写顺序,排列如下: 1.推导了插值样条函数的导数连续性与其频率响应的低通性的关系,在数学上解释了为何在构造样条函数时要追求二阶导数连续。另外,从理论和实验上否定了“简单地通过对Sinc函数进行截取、采样来获得插值算子”的方法。 2.重新定义了交换插值算子,令各插值算法可以用算子形式统一比较。深入的讨论了交换插值算子,提出自己的交换算子,和阐述了邻域交换内插算子的几个特征。 3.提出了两种适用于电视墙显示的高质量的图像放大方法。其优点是:可同时显著地减少放大马赛克效应、图像模糊和类点噪声的灰度跃变等问题,显著提高了电视墙放大图像质量。所使用的电路比数字线性内插的简单、可行。既适用于传统的电视信号显示,也适用于当今的计算机文本显示,具有明显的经济效益。 4.分析了中值滤波器对放大图像噪声的抑制,得到一些定性和定量的结果。分析了中值滤波器作用于放大图像时的定点问题,比较了中值滤波器对不同放大算法的影响,结论主要有五条定理。 5.从熵的角度去分析图像的质量,以用来评价图像放大领域中的各种放大方法的优劣。发现:以“新生序列的熵应与旧序列的熵逼近”的标准来衡量图像放大方法的优劣是很合适的,值得考虑和采用。 6.设计并调试成功了一套可用于2×2、3×3倍放大的电视墙图像分配器。


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