亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        一種改進(jìn)的圖像自適應(yīng)逆梯度插值算法

        2016-12-22 22:03:05水思源王富平
        軟件導(dǎo)刊 2016年11期

        水思源王富平

        摘 要:為了改善傳統(tǒng)線性插值算法產(chǎn)生的圖像模糊和邊緣鋸齒化現(xiàn)象,提出了一種改進(jìn)的自適應(yīng)逆梯度插值算法。該算法根據(jù)圖像局部梯度特征,對(duì)已有的基于逆梯度插值算法中的逆梯度權(quán)值進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán),然后與經(jīng)典的WaDi插值算法融合,得到改進(jìn)的插值算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改進(jìn)算法插值圖像視覺效果和客觀評(píng)價(jià)準(zhǔn)則(峰值信噪比上)都有明顯提高。

        關(guān)鍵詞:圖像插值;局部逆梯度;自適應(yīng)算法

        DOIDOI:10.11907/rjdk.161952

        中圖分類號(hào):TP312

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào)文章編號(hào):16727800(2016)011020204

        作者簡(jiǎn)介作者簡(jiǎn)介:水思源(1995- ),男,陜西西安人,西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院學(xué)生,研究方向?yàn)槟J阶R(shí)別、數(shù)字圖像處理;王富平(1987- ),男,陜西興平人,西安電子科技大學(xué)雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士研究生,研究方向?yàn)槟J阶R(shí)別與圖像處理。

        0 引言

        圖像插值是一個(gè)從低分辨率圖像獲得高分辨率圖像的過程,廣泛應(yīng)用于數(shù)字圖像處理領(lǐng)域,如視頻通信、衛(wèi)星遙感以及目標(biāo)識(shí)別等。圖像插值的主要目的是恢復(fù)圖像邊緣和紋理,盡可能抑制模糊。傳統(tǒng)的線性圖像插值方法由于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而得到廣泛應(yīng)用,比如雙線性插值和雙三次插值。但是,線性插值方法在插值過程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的圖像細(xì)節(jié)模糊和邊緣鋸齒現(xiàn)象,影響插值圖像質(zhì)量。為了更好地保持圖像的邊緣細(xì)節(jié)及紋理信息,近年來出現(xiàn)了一系列插值算法[16]。文獻(xiàn)[1]和文獻(xiàn)[2]分別應(yīng)用多分辨塔式分解和圖像的頻率特征對(duì)圖像插值并進(jìn)行分辨率增強(qiáng)。文獻(xiàn)[3]提出了一種以邊緣為導(dǎo)向的插值算法。首先從低分辨率圖像中估計(jì)局部協(xié)方差系數(shù),然后根據(jù)低分辨率協(xié)方差與高分辨率協(xié)方差之間的幾何對(duì)偶關(guān)系,進(jìn)行自適應(yīng)高分辨率圖像插值。文獻(xiàn)[6]提出了一種結(jié)合方向?yàn)V波和數(shù)據(jù)融合的非線性插值算法。首先對(duì)待插值點(diǎn)建立兩個(gè)正交方向上的觀測(cè)集合,每個(gè)集合都會(huì)產(chǎn)生待插值點(diǎn)的一個(gè)估計(jì)值,然后利用線性最小均方誤差準(zhǔn)則融合兩個(gè)估計(jì)值,從而得到更為穩(wěn)健的插值結(jié)果。這些方法只能進(jìn)行2倍或2n倍圖像插值,而傳統(tǒng)的線性插值方法可以對(duì)圖像進(jìn)行任意倍插值。為了提高插值精度,有學(xué)者提出了利用圖像局部特征改進(jìn)線性插值的方法。文獻(xiàn)[7]利用圖像局部像素的不對(duì)稱特征來修正傳統(tǒng)線性插值算法中的局部空間距離,并與傳統(tǒng)的雙線性、雙三次插值算法相結(jié)合,提出了Warp Distance插值算法(WaDiBilinear,WaDiBicubic)。文獻(xiàn)[4]利用圖像局部梯度特征來優(yōu)化線性插值算法中的插值權(quán)值,提出了基于圖像局部梯度特征的自適應(yīng)插值算法(ABilinear,ABicubic)。文獻(xiàn)[5]將上述兩種方法融合,提出了基于圖像梯度特征的改進(jìn)WaDi(ProBilinear,ProBicubic)插值算法。

        上述算法均改善了圖像插值效果,但都存在一定的不足。文獻(xiàn)[1]~[3]、文獻(xiàn)[6]不能進(jìn)行任意倍數(shù)圖像插值,而文獻(xiàn)[4]、[5]、[7]對(duì)圖像斜邊緣的插值效果不理想。為此,本文提出一種改進(jìn)的圖像自適應(yīng)逆梯度插值算法(IGBilinear,IGBicubic),圖像細(xì)節(jié)及斜邊緣的插值效果明顯提高,在性能評(píng)價(jià)準(zhǔn)則上也優(yōu)于傳統(tǒng)插值算法。

        1 基于Warp Distance的插值

        理想帶限信號(hào)的精確插值函數(shù)是sinc函數(shù),因?yàn)槠湓趯?shí)際中無法實(shí)現(xiàn),從而產(chǎn)生了許多近似空域不變的線性表示,如雙線性算子、雙三次算子和立方樣條算子。這些算子計(jì)算復(fù)雜度較低且插值效果相對(duì)較好,因此在眾多商業(yè)軟件中得到應(yīng)用。但是由于算子本身的低通濾波特性,它們都無法精確重建圖像細(xì)節(jié)。為了得到更準(zhǔn)確的細(xì)節(jié)插值結(jié)果,文獻(xiàn)[7]中提出了基于圖像局部數(shù)據(jù)不對(duì)稱性的Warp Distance插值方法。Warp Distance插值方法是對(duì)傳統(tǒng)空間線性插值的改進(jìn),通過對(duì)傳統(tǒng)線性插值中的空間距離進(jìn)行非線性修正,再代入線性插值公式得到比較好的插值結(jié)果。傳統(tǒng)的一維線性插值公式:

        2 基于圖像局部梯度特征的自適應(yīng)圖像插值

        由于傳統(tǒng)的線性插值算法在進(jìn)行插值時(shí),每一個(gè)輸入像素的權(quán)值僅僅是距離s的函數(shù),忽略了圖像的局部信息,從而產(chǎn)生插值圖像模糊。文獻(xiàn)[4]指出,除了空間距離外,權(quán)值也依賴于圖像的局部特征,并提出了一種基于局部逆梯度的插值算法,用于改善圖像插值的視覺效果。算法中定義了對(duì)應(yīng)于4個(gè)逆梯度權(quán)值Hl、Hr、Vu、Vl的模板,權(quán)

        3 改進(jìn)的自適應(yīng)逆梯度插值方法

        數(shù)字圖像一般包含豐富的方向不同的邊緣和紋理,文獻(xiàn)[4]中的算法改善了邊緣紋理的插值效果,但算法在同一模塊內(nèi)使用唯一的梯度權(quán)值,不能準(zhǔn)確反映圖像局部梯度特征。以垂直模板Vu為例,只有當(dāng)|fi,j-fi,j-1|=|fi+1,j-fi+1,j-1|時(shí),Vu才可以準(zhǔn)確反映模板內(nèi)垂直方向的局部梯度特征。而在實(shí)際圖像中,|fi,j-fi,j-1|和|fi+1,j-fi+1,j-1|往往不相等,而且插值點(diǎn)越是靠近左邊像素,一維梯度|fi,j-fi,j-1|越能反映插值點(diǎn)沿垂直方向上的梯度特征。基于這一點(diǎn),本文對(duì)文獻(xiàn)[4]中的4個(gè)逆梯度權(quán)值公式進(jìn)行修正,對(duì)于每個(gè)權(quán)值公式內(nèi)的兩對(duì)一維梯度進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán)處理,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)改變權(quán)值,完成對(duì)文獻(xiàn)[4]的改進(jìn),然后將改進(jìn)的算法與WaDi算法融合,得到性能更好的插值算法。

        4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        本實(shí)驗(yàn)分別在雙線性插值、雙三次插值下,對(duì)IG-算法、文獻(xiàn)[4]的A-算法、文獻(xiàn)[5]的Pro-、文獻(xiàn)[7]的WaDi插值方法進(jìn)行比較。文獻(xiàn)[4]、[5]、[7]中的算法都采用原文中的默認(rèn)參數(shù),測(cè)試圖像大小為L(zhǎng)ena (512*512)、pepper (512*512)圖像。首先利用Matlab函數(shù)imresize對(duì)圖像進(jìn)行低通濾波并下采樣至256*256,然后通過插值算法恢復(fù)到原始圖像大小,通過性能評(píng)價(jià)準(zhǔn)則進(jìn)行差值效果評(píng)估。本實(shí)驗(yàn)使用峰值信噪比作為評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,這種用于圖像插值算法分析的方法已經(jīng)被普遍應(yīng)用[8]。將算法按照傳統(tǒng)插值類型(Bilinear和Bicubic)分兩次進(jìn)行對(duì)比分析。為了更清楚地顯示對(duì)比結(jié)果,圖5和圖6中只顯示局部插值結(jié)果,其對(duì)應(yīng)算法的峰值信噪比如表1和表2所示。

        由表1可知,本文IG-Bilinear算法的峰值信噪比明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的Bilinear插值算法,高出1.08dB,相比WaDi-Bilinear提高了0.54dB,相比ABilinear提高了0.42dB,相比Pro-Bil inear算法提高了0.15dB。從表2可以看出,本文IG-Bicubic算法也明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的Bicubic插值算法,其峰值信噪比傳統(tǒng)Bicubic 高出0.70 dB,相比WaDi-Bicubic算法提高了0.54dB, 相比A-Bicubic算法提高了0.40dB,相比ProBicubic算法提高了0.35dB.

        此外,在視覺效果上,本文算法在保持邊緣及紋理清晰以及減少鋸齒現(xiàn)象上都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)算法。

        5 結(jié)語(yǔ)

        本文提出了一種改進(jìn)的自適應(yīng)圖像梯度插值算法,通過分析已有基于圖像局部逆梯度的自適應(yīng)插值算法不足之處,對(duì)逆梯度權(quán)值中的兩個(gè)一維逆梯度進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán)處理,使得改進(jìn)的逆梯度能更準(zhǔn)確地反映圖像各個(gè)方向邊緣的局部梯度特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文算法不僅在PSNR上優(yōu)于其它算法,而且很好地解決了圖像邊緣模糊問題,使斜邊緣鋸齒問題得到改善。

        參考文獻(xiàn):

        [1] W K CAREY.Regularitypreserving image interpolation[J].IEEE Trans.on Image Processing,1999,8(9):12931297.

        [2] H GREENSPAN.Image enhancement by nonlinear extrapolation in frequency space[J].IEEE Trans. on Image Processing, 2000,9(6):10351048.

        [3] X LI,M T ORCHARD.New edgedirected interpolation[J].IEEE Trans.Image Processing,2001(10):15211527.

        [4] HWANG,J W,LEE,H S.Adaptive image interpolation based on local gradient features[J].IEEE Signal Processing Letters, 2004,11(3):359362.

        [5] SHUAI YUAN.High accuracy wadi image interpolation with local gradient features[C].In:Proceedings of 2005 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems,Hong Kong,China,2005:8588.

        [6] LEI ZHANG,XIAOLIN WU. An edgeguided image interpolation algorithm via directional filtering[J].IEEE Trans.Image Processing,2006,15(8):245250.

        [7] G.RAMPONI.Warped distance for spacevaria nt linear image interpolation[J].IEEE Trans.On Image Processing,1999,8(3):629639.

        [8] A MUNOZ,T BLU,M USER.Leastsquares image resizing using finite difference[J].IEEE Trans. Image Processing,2011,10(9):13651378.

        (責(zé)任編輯:杜能鋼)

        无码国产69精品久久久久孕妇| 亚洲中文字幕久久在线| 精品成人av人一区二区三区 | 亚洲av网站在线免费观看| 全部免费国产潢色一级| 狠狠色欧美亚洲综合色黑a| 永久免费在线观看蜜桃视频 | 中文字幕亚洲视频三区| 精品福利一区二区三区| 美女在线一区二区三区视频| 99久久久无码国产精品性| 亚洲精品www久久久久久| 国产午夜精品理论片| 八戒网站免费观看视频| 亚洲夜夜骑| 日本不卡一区二区高清中文| 性感人妻一区二区三区| 一区二区三区极品少妇| 国产女同va一区二区三区| 久久99国产精品久久| 大又大粗又爽又黄少妇毛片| 国产成人一区二区三区在线观看 | 亚洲av精品一区二区三区| 无码不卡av东京热毛片| 久久精品夜夜夜夜夜久久| 免费中文熟妇在线影片| 亚洲色无码中文字幕| 中文字幕视频一区二区| 精品人妻一区二区三区在线观看| 色偷偷偷久久伊人大杳蕉| 中文字幕亚洲乱码熟女一区二区 | 91spa国产无码| 国产高清精品自在线看| 亚洲av高清资源在线观看三区| 精品一区二区三区国产av| 不卡的av网站在线观看| 国产xxx69麻豆国语对白| 国产高清在线精品免费| 区无码字幕中文色| 中文字幕在线乱码亚洲| 久久不见久久见免费视频6|