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文檔簡介
1、貝爾圖像插值是數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等成像設(shè)備的核心技術(shù)之一。隨著數(shù)字成像設(shè)備在監(jiān)控、消費(fèi)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,使得關(guān)于插值技術(shù)理論的研究也在不斷向前發(fā)展。從早期簡單的線性插值法到如今相對成熟的自適應(yīng)插值法,每種算法都有各自研究的側(cè)重點(diǎn)。有的算法追求重構(gòu)圖像的視覺質(zhì)量,多用于計算機(jī)對貝爾圖像的直接處理;有的算法以具備硬件實(shí)現(xiàn)的可行性為目標(biāo),在滿足一定圖像質(zhì)量的情況下,要求縮短硬件的處理時間。然而,實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)秀算法的關(guān)鍵環(huán)節(jié),掌握在國外知名的傳感器
2、生產(chǎn)廠家手中,通常不被公開或受專利法限制。因此,研究可行有效的自適應(yīng)插值算法,具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
本文首先提出一種基于方向標(biāo)志位的低復(fù)雜度插值算法。該算法通過對相鄰綠色分量的判斷,來定義二進(jìn)制的方向標(biāo)志位,根據(jù)此標(biāo)志位的“0”、“1”檢測結(jié)果,賦予不同鄰域位置上的色差分量以特定的權(quán)重系數(shù)。按此方法重構(gòu)綠色分量圖像的峰值信噪比PSNR達(dá)到37.7dB。由于各顏色分量的高頻部分存在極強(qiáng)的相關(guān)性,針對紅藍(lán)色分量圖像的
3、高頻部分存在嚴(yán)重混疊失真的現(xiàn)象,用已重構(gòu)的綠色分量的高頻部分替換紅藍(lán)分量的高頻部分。按此方法重構(gòu)的紅藍(lán)色分量圖像的PSNR達(dá)到36.8dB。實(shí)驗(yàn)表明,重構(gòu)全彩圖像的平均PSNR達(dá)到37dB,與同類算法相比,該算法不僅達(dá)到了一定的圖像質(zhì)量要求,而且計算復(fù)雜度更低,易于硬件實(shí)現(xiàn)。
本文還提出一種基于同質(zhì)區(qū)域投影的高質(zhì)量插值算法。該算法首先結(jié)合雙線性的平滑濾波規(guī)則與傳統(tǒng)Sobel算子的邊緣檢測特性,構(gòu)造出可直接應(yīng)用于原始貝爾圖像
4、的邊緣檢測算子。進(jìn)一步分析圖像空間-頻譜的互相關(guān)性,劃分圖像的同質(zhì)區(qū)域。通過計算同質(zhì)區(qū)域的投影值,確定出圖像不被邊緣穿越的最小鄰域,即待插值像素的最相關(guān)鄰域。根據(jù)上述最小鄰域與邊緣算子檢測的梯度信息,重構(gòu)全彩圖像。實(shí)驗(yàn)表明,該算法獲得了令人滿意的主觀視覺效果,且與同類算法相比,重構(gòu)全彩圖像的平均PSNR高達(dá)40.68dB,人眼視覺差異值 低至1.2598,是目前重構(gòu)圖像質(zhì)量較高的插值算法之一。
上述的兩種自適應(yīng)插值算法中,
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