气象图像放大补偿技术研究与仿真

气象图像都是卫星远程采集的,图像放大后,气象图像像素个数不变,造成像素变形,变形后的像素很容易被破坏,导致放大后的气象图像清晰度不高。为此,提出一种关于滤波插值的放大图像处理算法,通过滤波计算,过滤放大后图像多余的噪声,并对变形像素进行插值计算,补偿由于显示区域变大导致的像素变形,完整像素数量不足的缺陷,克服由于放大造成的图像清晰度下降的弊端。实验结果表明,改进方法能够大幅提高气象图像放大后的清晰度,具有很强的实用性和推广价值。     

图像放大技术在矿山安全管理系统中的应用研究

图像放大是一种常见且重要的数字图像处理技术,矿山安全管理系统中远程采集的矿区图像需要放大后才能进行进一步的操作,放大后的图像由于像素个数不变,显示图像区域变大,造成像素变形,变形后的像素很容易被破坏,导致放大后的图像清晰度不高的问题。为了解决这一问题,文章提出一种基于滤波插值的放大图像处理算法,通过对变形像素进行插值计算,补偿由于显示区域变大导致的像素变形,完整像素数量不足的缺陷,克服由于放大造成的图像清晰度下降的弊端。实验结果表明,文中的方法能够大幅提高图像放大后的清晰度,取得了不错的效果。     

基于像素过滤配准插值的图像修复算法研究

研究残损图像的修复问题,提高修复后图像的清晰度。当采集环境较为恶劣时,采集的图像会发生像素丢失,残损、混淆,造成图像模糊、质量下降、清晰度不高。为了解决上述问题,提出利用像素过滤配准插值算法,对发生形变、丢失的像素进行过滤配准计算,运用相邻相似像素插值的方法补偿由于显示区域内像素被大量破坏或丢失导致的像素残缺,完整像素数量不足的缺陷,克服由于像素缺陷造成的图像清晰度下降的弊端。实验结果表明,改进方法能够大幅提高低质量图像的清晰度,取得了不错的效果。     

基于非均匀B样条插值算法的图像放大

图像放大和缩小处理在实际生活中具有广泛的应用,常用的图像处理软件普遍采用插值方法进行放大和缩小,各种插值算法的实现是目前研究的热点。提出了基于三次B样条函数的插值算法,采用不同于传统算法的非均匀参数化方法,使得插值后的图像能够保持较高的清晰度和平滑度。针对图像边缘处的锯齿现象,该算法在图像插值时对边缘像素采用双三次插值,优化了图像边缘的视觉效果。实验结果表明,使用该算法放大后的图像平滑清晰,消除了图像边缘处的锯齿效应,取得了良好的效果。     

基于水平集重构B样条的图像放大算法研究

研究了图像局部放大提高清晰度问题。图像放大一直是图像处理领域研究的重点内容之一,由于图像在放大过程中,容易出现局部模糊不清晰,产生锯齿状轮廓的图像,而传统的图像处理放大插值算法方法难以有效解决该问题,为了解决上述问题,提出了一种新的结合B样条插值和水平集重构算法图像局部放大算法。首先利用B样条函数对图像插值放大的快速算法,借鉴了增强图像高频信号对水平集分割的指导作用,并优化驱动水平集演化的内、外能量及曲线长度约束能量,采用基于水平集算法来平滑图像,重建图像的水平曲线且同时保持图像保真度。最后采用贝叶斯修复技术来修复放大后的图像,仿真结果表明,提出的技术可以有效的克服传统图像放大算法缺点,图像放大清晰度更高,插值效果好并且处理时间短。     

基于加权抛物线插值与小波变换的图像放大算法

图像放大问题的焦点是如何在图像放大过程中保持良好的视觉分辨率和清晰度。论文首先对加权抛物线插值算法进行了改进,在此基础上提出一种加权抛物线插值结合小波变换的图像放大算法,并对小波变换后的小波系数低频带作了幅值增强处理。实验结果表明,相对于传统的图像放大算法,该算法不仅较好地保留了原始图像的细节信息,而且还提高了放大后图像的亮度和清晰度。     

基于图像插值和直方图平移的可逆水印算法

现有的基于直方图的可逆水印算法嵌入容量较少,针对这一问题,结合图像放大后像素点的特征,提出一种新的可逆水印算法。利用插值方法将图像放大4倍,既增加了图像的像素个数,又增强了像素之间的相关性;使用上下左右4个像素点计算像素点的预测误差值,并构造直方图,在峰值点处嵌入水印信息;利用相反的过程提取水印,并根据插值原理恢复原始图像。实验结果表明,将图像放大后再嵌入,可嵌入水印容量提高了3倍。算法不可见性较好、嵌入容量较大,可用于图像隐藏、信息安全等领域。     

基于视觉显著性的空间图像序列放大算法*

针对已有的图像序列放大方法存在空间运动目标放大后细节不清晰的问题,提出基于视觉显著性的图像序列放大算法。算法首先采用视觉显著性技术获取空间运动目标区域;而后设计不同的放大策略;最后提出分区插值计算和区域能量保护方法,提升放大过程中的空间运动目标清晰度。与已有的放大算法对比的实验结果表明,提出的算法取得了更好的视觉效果和更高的平均梯度指标值、边缘强度指标值、信息熵指标值和图像功率谱指标值。     

改进径向基函数插值法的多聚焦图像滤波融合

由于受到拍摄设备、光学镜头景深以及噪声等不同因素的影响,多聚焦图像往往存在边缘弱化问题。为了使多聚焦图像更加清晰,提出基于改进径向基函数插值法的多聚焦图像滤波融合方法。通过能量函数计算图像边缘细节估计误差,建立空间同性误差准则,去除图像边缘噪声,实行滤波保护。利用径向基函数各层网络建立多聚焦图像抑噪模型,减少图像的噪声污染。通过非线性函数恢复像素,在图像空间坐标下分离图像纹理、清晰程度和图像局部特征,提取图像高频信息。利用径向基函数插值引导高频信息,在决策引导下实现图像滤波融合。经过实验证明,所提方法的多聚焦图像融合效果较好,减少了残余噪声,能够实现图像去噪和边缘特征保护,清晰度较高,图像结构性相似度高。     

一种基于区域的双三次图像插值算法

采用双三次插值实现图像放大具有较高的图像质量,但运算量很大。在分析常用插值算法的基础上,提出一种基于区域的双三次插值算法。该算法避免进行图像分割,通过被插值点四邻域像素的均值来划分图像的平坦区域和纹理细节复杂区域,采用不同的插值算法进行计算。实验结果表明,与传统的双三次插值算法相比,该算法在保持放大后图像质量的同时,运算量降低10%以上,具有一定的实用价值。     

基于三次拉格朗日插值的自适应图像缩放

传统的插值算法由于低通滤波效应通常会使目标图像边缘模糊,难以得到满意的视觉效果.为了取得较好的图像缩放质量,提出一种基于三次拉格朗日插值的自适应图像缩放算法.该算法首先计算目标像素点周围三组源像素点的方差,选取方差最小的一组源像素点,然后采用三次拉格朗日插值公式求得目标像素点的灰度值.实验结果表明,本文算法所得的目标图像边缘清晰,且算法复杂度较低,便于硬件实现,可以实现实时图像缩放.     

基于边缘的实时图像缩放算法研究

传统的基于图像边缘的插值算法由于自身的复杂性而很少用于实时图像处理,而不基于边缘的插值算法由于低通滤波的效应通常会使插值后的图像出现边缘模糊,影响视觉效果。针对上述问题,提出了一种基于边缘的自适应图像插值算法。该算法以相邻像素的二阶差分为基础,自动选择与目标像素点相对应的源像素组进行插值运算。在Matlab环境中实现了各种图像插值算法,然后对插值结果进行了主客观评价,并对各种算法获得的图像进行了边缘检测及复杂度分析。同时,设计了本文算法的硬件实现结构,并用Verilog语言进行描述,综合出目标代码,最后通过FPGA验证。研究表明,运用该算法插值获得了边缘清晰的目标图像,且该算法复杂度低,便于硬件实现。因此,该算法能有效地实现图像插值,适应于实时条件下的图像缩放。     

基于图像梯度信息的插值方法

图像插值是图像处理中的一个基本问题,为了获得更合理的图像插值权函数,从1维函数中插值的有关思想出发,通过梯度信息在图像插值中的应用研究,构造了一种基于图像梯度信息的加权插值方法。该方法利用图像为分片连续的光滑函数的先验信息,通过建立一个与各点梯度值成反比的权函数来完成对图像的插值,同时对涉及的有关参数选择问题进行了讨论,给出了一种合理的参数选取方法。仿真计算表明,该方法对一般图像均具有较好的插值效果,尤其适用于对比度较强,且边缘简单的图像,插值后的图像边缘更清晰。     

一种人脸图像局部变形技术

图像局部变形是指仅在图像的一小部分区域内做变形,改变某些局部范围的特征,同时保持其它区域不发生变化。目前常用的图像变形方法基本上考虑的是图像的整体变形,在直接运用于局部变形时效果不佳。文章提出了一种人脸图像局部变形方法,它首先在局部变形区域内确定特征点和影响半径,然后计算出区域像素点几何位置的变化,最后使用双线性插值原理进行灰度赋值。该方法可以获得很好的人脸局部变形效果,具有连续性好、算法简洁、实时互动等优点,在人脸识别领域有可观的应用前景。     

基于像素分割的亚像素圆模板算法

为提高旋转图像的质量和性能,提出了一种亚像素圆模板算法。在假设图像是连续的前提下进行逆向旋转变换;通过像素网格状分割选取亚像素圆模板的圆心;用亚像素圆模板（直径等于像素边长）进行离散化。邻域像素被圆模板覆盖的面积与圆面积的比值Rs,相应像素的颜色值Cs,旋转后像素的颜色值等于Rs和Cs的卷积。实验表明该算法图像旋转效果好于最近邻点插值和高斯模板算法,连续性接近双线性插值,计算性能明显高于双线性插值和高斯模板。     

Reversible data hiding for high quality images exploiting interpolation and direction order mechanism

Reversible data hiding can restore the original image from the stego image without any distortion after the embedded secret message is exactly extracted. In this paper, a novel, reversible, data hiding scheme for high quality images is proposed in spatial domain. To increase embedding capacity and enhance image quality, the proposed scheme classifies all pixels as wall pixels and non-wall pixels. For wall pixel, the interpolation error is used to embed secret data over the interpolation prediction method. In contrast, the difference value between the non-wall pixel and its parent pixel, which is defined by the direction order, is computed to hide secret data based on the histogram shifting. The experimental results demonstrate that our scheme provides a larger payload and a better image quality than some existing schemes. Moreover, the performance of the proposed scheme is more stable for different images.     

二乘向量机在图像插值技术中的应用研究

图像插值过程实际上是利用已有的像素点来估计与这些像素点相邻的未知像素的颜色。可将一幅图像视为由像素坐标映射而成的二维颜色曲面。这样插值问题就可以视为由已知的像素构成的颜色曲面函数的回归问题。而基于统计学习理论(SLT)的支持向量机(SVM)方法为解决这种高维非线性问题提供了一种新的途经。该文讨论了最小二乘向量机实现数字图像插值的应用方法,并进行了图像放大的试验验证。试验表明:基于RBF核的最小二乘向量机回归技术对数字图像的插值具有很强的适应性,其性能与已有的双立方插值技术相当。     

双三次卷积模板算法

双三次插值是图像空域变换的经典算法,可用于图像旋转和放缩等灰度插值。它和双线性插值相比具有更好的图像变换效果,但计算性能较低。为提高其计算性能,设计了双三次卷积模板算法：对双三次插值算法进行离散化处理,变实数运算为整数运算,得到16个模板,模板与邻域像素的灰度值进行卷积计算,得到变换后的像素的灰度值。实验表明,该算法图像旋转效果优于双线性插值算法,略低于双三次插值算法,计算性能与双线性插值相同,明显高于双三次插值算法。