图象插值的算法与应用.pdf

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1、图象插值的算法与应用摘要I图象插值是一种应用广泛的技术。常见的线性插值算法容易引起边缘阶梯形真和边缘模糊效应。现有文献提及的一些非线性插值算法可以在一定程度上改图象的质量，然而在算法的计算速度和图象的质量上仍有待提高。近年来，随技术的进步，彩色图象的应用已随处可见，实际上，很大一部分图象插值的应I琶在彩色图象插值方面。相对于灰度图象的插值而言，彩色图象是多通道图象，此彩色图象插值的困难体现在两个方面：(1)如何合理利用不同颜色分量间的耦效应以提高插值图象的质量和(2)如何提高算法的计算速度。图象插值的另外一应用是用于CCD和CMOS图象传感器的彩色

2、插值。由于物理结构的限制，单)2CD和CMOS彩色图象传感器在每个像素的位置上只能采集一个颜色分量，余两个颜色分量只能通过插值的办法得到，这是通过使用彩色滤波阵列而得以现的。通常的线性插值方法容易使图象的边缘变得模糊，并可能出现较为明显颜色失真。而一些新方法尽管可以得到较高质量的插值图象，然而运算的复杂＼限制了它们的应用。{本文将对灰度图象插值，彩色图象插值和用于CCD和CMOS彩色图象传感；的插值等进行研究。灰度图象插值／本文提出了一种基于协方差特征的图象插值方法。／该方法通过提取待插入像t素所在区域的协方差矩阵和协方差向量，得出适应于边缘位置和

3、方向的插值权重。由于其良好的边缘自适应特性，使图象插值算法中通常会引入的边缘阶梯形失真现象有比较显著的降低。最后通过实验表明了该算法的有效性。彩色图象插值√／＼’气接把基于协方差特征的图象插值应用于彩色图象插值，即在各个分量图象分别采用该插值算法，会有以下问题：(1)没有利用不同颜色分量问的耦合性：(2)算法的计算速度较慢。为此，本文提出了一种快速彩色图象插值方法，首先通过Y图象(即YUV彩色图像中的亮度分量图象)估计插值权重，然后nl同时应用到R、G、B三个分量图象的插值，并对边缘像素和非边缘像素进行不同的处理，即混合插值，从而显著提高了计算速度

4、，而图象的质量几乎，没有降低。实验表明，该方法不仅比普通的线性方法在性能上有较大改善，＼即使与基于有理函数滤波器的非线性插值方法相比图象质量也有一定提高。同时由于使用了快速算法，使这种方法在速度上也比基于RF的非线性算法更有优势。、3．用于CCD和CMOS彩色图象传感器的插值JI本文提出了一种在色差空间进行插值的算法，以代替普通RGB颜色空间的插值，同时用基于有理函数的插值算子来代替普通的线性算子，并通过后处理进一步提高插值图象的质量。由于色差空间的插值考虑了不同颜色分量间的耦合性，并利用了有理函数插值算子固有的边缘自适应特性，因而得到了，较好的效

5、果。眩方法另外的一个优点是计算速度较快。实验表明该算法是有效的。1关键词图象插值，协方差特征；有理函数滤波器?彩色插值，。峰值信噪比，颜色空间IVALGoRITHMSANDAPPLICA，rIoNSoFIMAGEINTERPoLATIoNABSTRACTImageinterpolationisusedwheneveronewantstochangetheimageresolution．Itisakeyalgorithminmanydispiayandprintingdevices．Classicalimageinterpolationtechniq

6、uesincludenearestneighbors，splinebasedinterpolation，bilinearandbicubicinterpolation．Thesealgorithmsturntointroduceringingartifactsandedgeblurringnearedges．State—of-the—artmethodsmaygethigherimagequality,butthecalculatingcomplexitylimitstheirapplications．Inrecentyears，withthera

7、pidadvancementintechnology,colorimageinterpolationschemeshavefounditswayintomanypracticalapplications．Becauseofthemulti—channelproperty,themaindifficultiesofcolorimageinterpolationarefromthefollowingtwoaspects：thefirstoneishowtogethigherimagequality,andthesecondishowtogethighe

8、rcomputationalefficiency．Anotherapplicationofimageinterpolati