基于最大后验概率的逆半调改进方法

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1、第39卷第12期西安交通大学学报Vol.39№122005年12月JOURNALOFXI'ANJIAOTONGUNIVERSITYDec.2005基于最大后验概率的逆半调改进方法郑海红,曾平(西安电子科技大学计算机学院,710071,西安)摘要:针对Bayesian算法以误差分散核为先验、时空复杂度高的缺点,提出一种逆半调改进算法.首先根据误差分散半调图的噪声特性设计去噪预处理器,然后以预处理图像为初始值,依据最大后验概率准则,采用基于矩阵运算的迭代方法估计逆半调图像.所构造的逆半调算法与Bayesian算法相比,逆半调图像平滑且边缘清晰,时空复杂度大大降低.仿真结果表明:I×I维图

2、像的空间复杂度由8I2降至81I,运行时间降为原来的15%左右;采用Floyd-Steinberg半调图,该算法的峰值信噪比(PSNR)与小波算法相当,采用Jar-vis半调图,PSNR值较小波算法提高了0.3"3dB.关键词:逆半调;最大后验概率;误差分散;去噪预处理器中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:0253!987X(2005)12!1340!04ImprovedInverseHalftoningMethodviaMaximumAPosterioriZhengHaihong,ZengOing(SchoolofComputerScience,XidianUnivers

3、ity,Xi'an710071,China)Abstract:ToovercomeBayesianalgorithm’sshortcomingsofrequiringtheknowledgeofhalftonekernelandhighcomputationalcomplexityandmemorybuffer,animprovedmethodviamaximumaposterioriwasproposed.Accordingtothecharacteristicoferror-diffusedhalftonenoiseadenoisingpreprocessorwasfirstde

4、signedtoprovideaninitialimage.Thentheinversehalftoningimagewasobtainedbyupdatingtheinitialwithmatrix-basediterationscheme.ComparedtotheBayesianalgorithm,theresultingimageofthepro-posedalgorithmissmoothwithsharpedges,whilecomputationalcomplexityandmemorybufferarequite2reduced.Experimentsshowthat

5、memoryrequirementisdecreasedfrom8Ito81Iandruntimeisre-ducedto15%orsoforanimageofsizeI×I.ThepeaksignalnoiseratioperformanceforFloyd-Stein-bergisalmostthesameasthatofthewaveletalgorithm,butforotherkernelslikeJarvisitisincreasedby0.3to3dB.Keywords:inLersehalftoning;maximumaposteriori;errordiffusio

6、n;denoisingpreprocessor数字半调是将连续色调图像变换为等感观半色均方误差和最大后验概率(MAP)估值等,它们都能调图像(通常为二值图像)的技术,而由半色调图像取得较好的逆半调效果,但也普遍存在某些不足.例重构连续色调图像称为逆半调.在传真、纸质图书数如:估值方法基于迭代,运算量大;投影方法以误差字化应用中,人们只能获得半色调图像,如需对这些分散核为先验知识,限制了算法的使用范围;LUT图像进行压缩、渲染等处理,必须首先进行逆半调.和决策树方法在进行逆半调前必须用一些参考图像目前较成熟的逆半调方法有:线性自适应滤作为训练样本对系统进行训练,需要较长的启动时[1][

7、2!4][5]波、非线性自适应滤波、小波方法、基于凸集间;小波方法虽能保持图像细节,但由于在时、频域上的投影、查找表(LUT)和决策树,以及基于最小内进行运算,复杂度比较高.此外,大部分滤波方法收稿日期:2005!03!02.作者简介:郑海红(1979"),女,博士生;曾平(联系人),男,教授,博士生导师.基金项目:陕西省自然科学基金资助项目(2001x06).第12期郑海红,等:基于最大后验概率的逆半调改进方法1341虽然复杂度低,但保持图像细节的能力较