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全相位DCT数据内插方法的应用研究

作　者: 李志国
导　师: 何凯
学　校: 天津大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 数据内插全相位DCT JPEG编解码系统 H.264视频系统
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 16次
引　用: 1次
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内容摘要

图像插值是数字图像处理领域中的一个重要分支,图像插值是图像数据再生的过程,它研究的是如何由原始较低分辨率的图像数据出发,估计出具有更高分辨率的图像数据。图像内插方法在数据压缩、图像去噪、视频编码、医学图像处理、卫星遥感图像处理等很多领域都有着广泛的应用,是当前的热点研究问题之一。本文首先对目前应用比较广泛的数据内插方法进行了实验仿真,如最邻近内插、双线性内插、立方B样条、4点和6点立方卷积内插、以及小波内插方法等,并通过仿真实验结果比较了它们的优缺点。本文重点研究了可分离内插核的全相位DCT内插方法(APDCT),它基于数据重叠的思想,能够充分利用有限长的数据,在内插处理过程中可以有效的去除吉布斯效应,取得较好的数据内插效果。本文在对APDCT算法进行分析的基础上,对其进行了改进,进一步提高了算法的处理效率。仿真实验结果表明,在相同的实验条件下,利用APDCT内插方法对图像数据进行内插处理,能够取得比传统方法更加理想的插值效果。本文最后对APDCT内插方法在实际工程中的应用进行了深入的研究和探讨,重点讨论了其在JPEG编解码系统,以及H.264视频传输系统中的具体应用方法。研究表明,在JPEG编码过程中,可以先对原始图像进行下采样(抽取),以减少数据量,在解码过程中,再利用本文的内插方法恢复出图像的原有分辨率;这样可以有效地提高JPEG系统的压缩性能,同时还有助于消除块效应,仿真实验结果证明了该方法的有效性。在基于H.264视频传输系统中的应用中,利用APDCT内插方法可以实现不同码流之间的相互转换;仿真实验结果表明,上述方法在改善算法性能的同时,能够获得令人满意的处理速度,基本上可以满足视频影像实时处理的要求。本文利用VC++建立了不同视频格式相关转换系统的原始界面,本系统可以直接打开QCIF格式的YUV视频文件,直接转换到其他几种视频格式,同时也可以将转换的视频格式保存为AVI文件在传统的播放器上播放。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 图像插值  7-12
    1.1.1 图像插值概述  7-10
    1.1.2 图像插值研究现状  10-11
    1.1.3 图像插值的意义  11-12
  1.2 本文的主要工作及论文框架  12-14
第二章图像插值方法简介  14-26
  2.1 基本内插方法  14-18
    2.1.1 理想内插  14-15
    2.1.2 最近邻域插值  15-17
    2.1.3 双线性插值  17-18
  2.2 立方B 样条插值  18-21
    2.2.1 三次B 样条的构造  19-20
    2.2.2 B 样条内插实验  20-21
  2.3 立方卷积内插  21-24
    2.3.1 两点内插  21-22
    2.3.2 四点内插  22-23
    2.3.3 六点，八点内插  23-24
  2.4 其它内插方法  24-26
    2.4.1 小波内插  24-25
    2.4.2 边缘检测的图像方法  25-26
第三章全相位DCT 图像内插方法  26-40
  3.1 全相位内插核函数的构造  26-31
    3.1.1 四点内插核的推导  29
    3.1.2 六点、八点内插核函数  29-31
  3.2 内插方法的实现  31-32
  3.3 内插方法的改进  32-34
    3.3.1 查表法  32-33
    3.3.2 内存的改进  33-34
  3.4 实验仿真结果  34
  3.5 小结  34-40
第四章 APDCT 应用研究  40-53
  4.1 APDCT 在JPEG 编解码系统中的应用研究  40-44
    4.1.1 JPEG 编解码系统简介  40-41
    4.1.2 基于图像内插框架的JPEG 编解码系统  41-42
    4.1.3 实验结果  42-44
  4.2 APDCT 在H.264 传输系统中的应用  44-52
    4.2.1 H.264 编解码系统简介  44-45
    4.2.2 基于插值的H.264 视频传输系统  45-47
    4.2.3 实验结果  47-52
  4.3 小结  52-53
第五章系统界面的设计与实现  53-57
  5.1 基于静态图像内插程序界面  53-55
  5.2 播放YUV 序列的简易播放程序  55-56
  5.3 对比展示程序  56-57
第六章总结与展望  57-58
参考文献  58-62
发表论文和参加科研情况说明  62-63
致谢  63

全相位DCT数据内插方法的应用研究

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