基于Curvelet的纹理方向自适应图像插值

为提高纹理复杂图像的插值放大质量,提出一种纹理方向自适应的图像插值算法。首先利用Curvelet变换提取图像的4个方向因子矩阵,然后对不同类插值点选择相应的2个方向因子构造权重系数进行线性插值,从而自适应地重建各类待插值点。分析比较了本文与现有插值算法对平滑与纹理复杂区域的插值重建质量。实验结果表明,本文算法能有效抑制传统插值方法重建图像时出现的边缘模糊和锯齿现象,重构的图像效果优于传统方法,纹理丰富图像的重构质量可提高2dB以上。     

基于图像边缘保持的反距离加权插值算法

在数据可视化过程中运用一般的插值算法处理图像,边界效果通常比较模糊,也容易造成图像边缘信息的大量损失,导致图片整体增强效果欠佳。针对该问题,将图像边缘保持策略引入到反距离插值算法中,提出了基于图像边缘保持的自适应反距离加权插值算法(adaptive inverse distance weighted interpolation,AIDWI)。在图像边缘优化方向确定的基础上,利用反距离加权插值函数获取图像边缘区域像素间的关系,根据权值下降指数调节图像边缘的清晰度,设置平滑参数控制算法的平滑效应,达到图像整体增强效果的最佳状态。利用计算机进行图像增强仿真实验,通过基于图像能量谱的图像质量测度值和图像熵值对图像整体增强效果进行评估,结果表明经算法处理后的图像整体增强效果明显,算法在执行效率和提升图像熵值等方面均具有突出的优越性。     

采用分数阶微分边缘检测的图像插值

针对目前的边缘插值算法不能有效改善插值图像的中低频纹理细节的问题,研究并提出了一种基于分数阶微分边缘检测的图像插值算法.依据分数阶微分理论,设计并实现了可以有效提取中低频纹理信息的算子掩模.按照检测到的边缘纹理信息,分别对沿边缘方向、垂直于边缘方向和平滑区域的待插值像素点进行线性插值、二次插值和双线性插值.采用了峰值信噪比(PSNR)和信息熵(IE)等图像质量评价标准做定量分析和实验验证.结果表明,该方法可以得到丰富的图像纹理信息,提高了峰值信噪比,其结果符合人们的视觉感受.     

基于FPGA的贝尔图像插值算法实现

设计了一个基于贝尔模板的图像重构算法。该插值算法根据R、G、B各分量梯度相关性,通过G分量的梯度信息估计出其他分量的梯度信息,进而求得其他分量的值,得到全彩图像。并且将该算法在FPGA平台上进行了验证。将CMOS采集回来的分辨率为1 280×1 024,每秒25帧的贝尔图像经过插值、提帧,通过DVI接口输出或存入存储器中。实验表明该算法实现的重构图像质量很高,其PSNR达到37 dB。     

一种新的边缘图像插值算法

为了解决传统插值方法造成图像模糊、锯齿以及边缘细节信息缺失的问题,提出了一种新的边缘图像插值算法。该算法通过待插值像素点周围低分辨率像素之间位置和方向的特征计算其标准差并将其作为局部动态阈值,以此作为划分图像区域的比较阈值,将图像划分非边缘区域和边缘区域;然后对非边缘区域进行双线性插值,边缘区域进行自适应插值。实验结果表明,与传统的插值方法相比,该插值方法较好的保持了图像边缘细节信息,且具有较好的视觉效果。     

一种新的基于图像边缘的插值算法

灰度图像放大时,插值所具有的平滑作用会退化图像的高频部分,使放大图像轮廓变得模糊,本文提出了一种新的图像插值算法,先通过边缘检测分离出图像的平坦区域和边缘区域,对图像的平坦区域采用双线性插值法,对图像的边缘部分采用距离密次反比法,实验证明该算法有效地保持了边缘信息,得到了较好的视觉效果.     

分区域多标准的全参考图像质量评价算法

图像质量评价在图像采集、图像压缩、图像传输等领域有着广泛的应用,一直是图像处理领域的研究热点之一.本文提出了一种模拟人的视觉感知过程中的对不同区域敏感度不同的特点,针对待评图像进行分区域采用不同标准的全参考型图像质量评价算法.该算法首先对图像颜色空间由RGB转换到YIQ,使之更符合人类视觉特性;再对其亮度空间进行数学形态学的膨胀计算预处理,并用边缘检测算子标记出图像中所有的边缘像素点;根据5×5的邻域内是否包含边缘点将图像分为纹理区和平滑区域.针对包含边缘特征的纹理区域的结构参数采用梯度进行描述,参考图像和失真图像在像素点的方差表述像素点失真的敏感性;对于平滑区域的像素点采用对比度作为表征结构信息的变量,并使用基于视觉显著性的综合策略;结合失真和参考图像的视觉显著性矩阵、结构相似性矩阵SCR(x)、色彩饱和度相似性矩阵,可分别得到纹理区和平滑区的图像质量评价分区域结果.取两个分区域结果的均值,可得到最后的全图像质量评价指标SMC-IQA.该算法在CSIQ、TID2008和TID2013等3个通用的图像质量评价数据库上进行了实验.实验结果表明与主流的图像质量评测方法相比较,本文所提出的分区域多标准的全参考图像质量评价算法与主观评价的结果具有更好的一致性,更符合人类视觉系统的特性.     

基于有理函数的遥感水体污染图像的自适应插值

针对遥感图像的分辨率和显示质量时常不能同时达到需求的问题,提出一种基于有理函数模型的自适应插值算法(adaptive rational interpolation method,ARIM)。该模型不但具有简洁的表达式而且可以在不改变插值数据的前提下通过参数来调整插值曲面的弯曲度。算法充分考虑到了遥感水体污染图像边缘区域的方向信息,让处理过的遥感图像更加符合人眼视觉系统的特性。通过等值线将图像自适应地分解为平滑区域和非平滑区域,在不同的区域分别用不同的算法进行插值,提升了插值速度。另外,模型参数的最优化也有效提高了插值精度。实验结果表明,该算法不但提升了遥感图像的分辨率,而且在主观(目视解释)和客观(峰值信噪比)质量上具有一定的优势。     

改进CV的图像分割

为了提高传统CV分割算法对含纹理的图像分割效果,该文分析了图像纹理分量的统计特性,在图像TV平滑的基础上,设计了新的保边平滑函数,建立了保边平滑模型;运用传统CV分割算法对平滑分量进行分割;根据不同平滑分量分割区域不同,设计了基于区域置信度的分割平滑收敛函数,解决了分割曲线消失问题。实验表明,相对于传统CV分割算法,该算法对自然图像分割的效果较好,对非一致区域不敏感。     

基于改进CV的图像分割

为了提高传统CV分割算法对含纹理的图像分割效果,该文分析了图像纹理分量的统计特性,在图像TV平滑的基础上,设计了新的保边平滑函数,建立了保边平滑模型;运用传统CV分割算法对平滑分量进行分割;根据不同平滑分量分割区域不同,设计了基于区域置信度的分割平滑收敛函数,解决了分割曲线消失问题.实验表明,相对于传统CV分割算法,该算法对自然图像分割的效果较好,对非一致区域不敏感.     

基于交替投影滤波器组的插值算法

在初始插值为边缘检测插值的基础上提出了交替投影滤波器组插值算法,提高了图像的信噪比,锐化了图像的边缘,减少了图像高频信息的错误像素的数量,提高了视觉质量,而且计算复杂度较低。     

基于梯度局部一致性的自适应Bayer模式彩色图像恢复算法

基于图像局部梯度具有明显一致性先验,提出了一种基于梯度局部一致性的自适应Bayer模式彩色图像恢复算法。算法在恢复绿色通道时首先从垂直和水平两个方向的进行插值,得到候选插值结果。然后根据彩色通道结构相似的特点,提出利用多通道梯度线性加权估计图像局部梯度,并利用引导滤波实现用时域图像边缘结构对图像局部梯度进行一致化校验,从而提高边缘估计的精度。然后将一致化校验后的梯度特征与候选插值进行自适应融合得到最终绿色通道插值。最后依据图像通道之间的结构相似性先验,利用绿色通道结构细节实现对红色和蓝色通道重构图像的修正,从而恢复完整的去马赛克彩色图像。通过在Kodak和IMAX两个数据库进行的有效性验证,并与其他最新方法进行的性能对比,结果表明恢复图像主观视觉特性和客观评价指标都优于传统方法。此外,由于不涉及迭代和网络训练,具有高效性。     

基于图像变化检测的CFA插值算法

提出了基于变化检测的CFA插值算法.该算法分为两个步骤:首先采用矢量线性相关法对CFA图像的绿色分量图像进行变化检测,然后在发生变化的区域内进行插值,未发生变化区域内的图像数据被CFA插值后直接拷贝到当前帧的相应位置,避免了在每帧图像内逐点进行插值计算.与现有的插值算法相比,CFA插值算法复杂度大大降低,同时获得较高质量的视频图像.     

基于静电场原理的图像分辨率增强算法

根据静电场的平衡原理，提出了图像分辨率的增强算法，其内插函数随相邻像素的电势能差和所处的能量带可以自动调节，从而实现了图像的自适应放大．在对彩色图像放大中，算法模型考虑了各个色彩分量对图像插值产生的影响，克服了常规方法对整幅图像无区别，以及采用同一种内插函数进行处理时所带来的边缘模糊效应和阶梯形失真，同时又消除了对各个颜色分量分别处理所产生的颜色失真现象．试验的各个性能指标表明，该算法与传统方法相比，插值后得到的图像不仅在图像质量上有明显的改善，而且能保持清晰的边缘和轮廓信息，因此可在遥感图像、医学系统、公安系统及一些图像处理的软件中得到应用．     

基于二值化与样条插值的文字图片压缩方法

研究文字图片的高效压缩算法.基于图像二值化、数据欠采样以及样条插值方法相结合的思想,提出了一种文字类图片的有效压缩算法.该方法具有计算简单、运算量少、图像高保真等特点.试验表明,在高保真的前提下其压缩比高达110倍以上.     

显微热成像系统帧间差分过采样重构研究

基于泰勒级数展开,提出帧间差分过采样重构法,解决光学微扫描显微热成像系统微扫描高分辨力过采样图像的问题.该方法基于非标准2×2微扫描欠采样图像Y,求出图像间的微位移得到校正矩阵A-1,由X=A-1Y得到标准2×2微扫描欠采样图像X后进行过采样重构.结果表明,该方法优于直接过采样法和双线性放大法,分辨的细节更多,可有效提高系统的空间分辨力;且处理算法简单,计算量小,可实现快速处理.     

一种Bayer图像的插值与去噪方法

为了改善彩色图像还原效果,降低硬件设计复杂性,分析了彩色插值对脉冲噪声的影响,以及彩色插值与去噪先后顺序对图像质量造成的影响,提出一种基于5×5窗口的先去噪后插值的彩色图像还原方法。采用阈值检测噪点的中值滤波算法去除Bayer图像的脉冲噪声,后采用基于梯度的插值算法完成彩色插值。仿真结果表明,该方法还原的图像性能指标优于传统方法,可以有效去除脉冲噪声,同时较好的保留图像细节,且算法复杂度不高,实时性好,易于硬件实现。     

基于双线性插值算法的数据可视化实现

传统的双线性插值在生成图像时,不断调用计算公式计算每个像素点颜色值,导致生成图像的速度受到一定的影响。本文介绍在双线性插值算法的基础上采用双迭代法,从而减少计算量,提高了生成图像的速度。