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图像去马赛克算法研究

作　者: 张楠
导　师: 王养利
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: Bayer滤波阵列去马赛克峰值信噪比彩色图像插值
分类号: TP317.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

去马赛克算法是当今数码相机产品中的核心技术。算法性能的优劣直接影响图像的质量。如果算法的性能不好,照片上会出现明显的彩色马赛克现象,特别是在颜色突变的区域,例如物体与背景的边缘处。因此,研究有效的去马赛克算法具有重要的应用价值。本文研究了一些经典的去马赛克算法,并分析了各种算法的优点与不足。然后提出了改进的图像去马赛克算法。该算法以方向滤波插值算法为基础,对边缘方向的判定提出了改进。在改进算法中,首先对图像中所有的红色和蓝色像素点定义方向标志值,在判定边缘方向时,计算其相邻的5×5区域里方向标志值的总和,以此判定该点的边缘方向,这样的做法使边缘的判定更加准确。为了消除图像中的虚假色现象,采用自适应中值滤波代替单纯的中值滤波,能在消除虚假色现象的同时,保存图像平滑处的细节。为了评估算法的性能,本文对多幅测试图像进行了多种插值处理,以比较各算法的优劣。通过分别计算插值后图像的边缘区域与平滑区域的PSNR和CIELAB空间的欧氏距离ΔEab*,以分析重构图像的保真度,并给出了数据比较与视觉比较结果。实验结果表明,本文提出的算法可以达到良好的插值效果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 研究背景与意义  7
  1.2 数码相机及马赛克图像的形成  7-9
  1.3 去马赛克算法研究现状  9-10
  1.4 本文工作和结构安排  10-11
第二章数字图像处理理论基础  11-19
  2.1 颜色基础  11-12
  2.2 彩色模型  12-15
    2.2.1 RGB彩色模型  12-13
    2.2.2 CMY和CMYK模型  13
    2.2.3 HSI颜色空间  13-14
    2.2.4 CIELAB颜色空间  14-15
  2.3 图像相关性  15-16
    2.3.1 图像空间相关性  15-16
    2.3.2 图像色彩相关性  16
  2.4 常见的插值失真现象  16-17
    2.4.1 拉链效应  16-17
    2.4.2 虚假色现象  17
    2.4.3 摩尔纹效应  17
  2.5 本章小结  17-19
第三章经典的图像去马赛克算法研究  19-29
  3.1 双线性插值方法  19-20
  3.2 色比恒定法  20-21
  3.3 基于边缘的插值方法  21-24
    3.3.1 边缘敏感性算法  21-22
    3.3.2 计算二阶微分的边缘插值方法  22-23
    3.3.3 自适应插值法  23-24
  3.4 加权系数法  24-27
  3.5 方向滤波插值法  27-28
  3.6 本章小结  28-29
第四章改进的方向滤波插值去马赛克算法  29-37
  4.1 改进的边缘方向判定方法  29-30
  4.2 自适应中值滤波  30-31
  4.3 混合插值算法  31-34
    4.3.1 绿色通道的方向插值  31-32
    4.3.2 边缘方向的判定  32
    4.3.3 红色和蓝色插值  32-34
    4.3.4 后续处理步骤  34
  4.4 本章小结  34-37
第五章实验和算法性能评估  37-51
  5.1 评估方法  37-40
    5.1.1 峰值信噪比PSNR  37
    5.1.2 CIELAB空间的欧氏距离  37-38
    5.1.3 边缘特征提取  38-40
  5.2 实验和结果评估  40-48
    5.2.1 实验结果  40-44
    5.2.2 主观视觉感受  44-48
  5.3 本章小结  48-51
第六章结束语  51-53
致谢  53-55
参考文献  55-57
研究成果  57

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