自适应立方卷积图像插值算法

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1、2014年10月北京航空航天大学学报October2014第40卷第10期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．10自适应立方卷积图像插值算法李春龙潘海侠王华峰(北京航空航天大学软件学院，北京100191)摘要：图像插值是图像处理的一项重要技术，可适用于多个领域，近年来多使用该技术进行图像缩放．针对传统图像缩放算法边缘处理效果较差、边缘检测插值算法复杂度高的问题，提出一种有效增强边缘轮廓的自适应立方卷积插值算法．该

2、算法结合边缘梯度变化和立方卷积插值的特点，使得图像在平坦和纹理区域均能取得理想效果．实验结果表明，与基于边缘检测的插值算法相比，该算法具有较低的复杂度，平均运算时间降低了3．19S；与立方卷积算法相比，图像峰值信噪比有较大的提高，峰值信噪比增加了0．89dB．关键词：图像插值；边缘检测；立方卷积；梯度；峰值信噪比中图分类号：TP751文献标识码：A文章编号：1001．5965(2014)10-1463-06Adaptivecubicconvolutionbasedimageinterpolationa

3、pproachLiChunlongPanHaixiaWangHuafeng(SchoolofSoftware，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Imageinterpolationisanimportanttechniqueofimageprocessing，whichcanbeusedinmanyimageprocessareas．Inrecentyears，itisoftenused

4、tozoominorzoomoutimages．Anoveleffectiveimageinterpolationmechanismtoenhancetheenlargedimageedgeswasproposedforthevisualartifactsproblemintraditionalmagnificationalgorithmsandthehighcomputationalcostinsomeadaptiveimageinterpolationalgo—rithms．Theproposed

5、algorithmcombinestheedge—directedgradientwiththecubicconvolutioninterpolationalgorithmtoobtainthehigherqualityofanimagebothintheedgesandsmoothareas．Theresultshowsthattheproposedalgorithmgetsabettervisualeffectandeffectivelyremovesthejaggyandblurattheedg

6、e．Theproposedalgorithmislesscomplexwithrunningtimereducedby3．19sonaverage，comparedwiththeedge—adaptiveinterpolationalgorithm，andhashigherqualitywiththepeaksignal—to-noiseratio(PSNR)raisedby0．89dBonaverage，comparedwiththecubicalgorithm．Keywords：imageinte

7、rpolation；edgedirection；cubicconvolution；gradient；peaksignal-to—noiseratio(PSNR)’近年来随着硬件的快速发展，多处理器设备已普及化，且很多设备支持GPU．因此图像数值计算不再是瓶颈问题，用户开始转变为追求高分辨率图像和高清视频．与低分辨率图像相比，高分辨率图像能提供更丰富的细节信息．目前，大量现存的图像获取设备只能获取低分辨率图像，不能满足人们的需要．更换设备耗费巨大，不易实现，且分辨率也不能无限制提高．一种有效的方式是利用

8、图像插值获取高分辨率图像．传统插值算法¨-2]的主要缺陷是不能很好地保持图像边缘，插值后的图像会产生边缘模糊和锯齿．为了解决插值后图像边缘模糊或锯齿等缺陷，研究人员提出了多种边缘插值算法．Li等人提出一种基于协方差的边缘导向插值算法¨1，从低分辨率图像中估计局部协方差系数，根据高、低分辨率图像局部协方差之间的几何对偶关系实现收稿B期：2013．10．30；网络出版时间：2014-04-0318：15；DOI：10．13700／j．bh．1001-5965