基于多梯度的区域自适应去马赛克算法*

针对Bayer格式的彩色滤波阵列,鉴于传统去马赛克算法存在图像纹理和边缘模糊的现象,提出了一种基于多梯度的区域自适应去马赛克算法.该算法利用区域水平和垂直方向的梯度组算子来判断区域平滑程度和插值方向,从而有效地恢复绿色分量,同时根据色度差恒定原理来还原另外两个丢失的颜色信息.实验结果显示,相对于传统插值算法提高了图像的峰值信噪比,锐化了图像的纹理和边缘,改善了图像的视觉质量.     

基于误差修正的自适应边缘保持图像插值

传统插值算法容易产生细节模糊和边缘锯齿效应,而边缘是图像的重要信息,直接影响插值图像的视觉效果。为了解决这一问题,提出了一种新的基于误差修正的自适应边缘保持插值算法。首先将原图像向插值图像进行映射,再定义一个3×3的滑动窗口,用水平和垂直两个模板确定边缘类型,根据边缘类型进行插值,最后对仍未定义像素点用插值误差定理进行处理,总体上对所有像素都进行了分情况插值处理。实验结果表明,本算法有效地保持了图像的边缘信息,能够获得视觉质量较好的插值图像,且算法比较简单,容易实现。     

基于误差修正的自适应边缘保持图像插值

传统插值算法容易产生细节模糊和边缘锯齿效应,而边缘是图像的重要信息,直接影响插值图像的视觉效果.为了解决这一问题,提出了一种新的基于误差修正的自适应边缘保持插值算法.首先将原图像向插值图像进行映射,再定义一个3×3的滑动窗口,用水平和垂直两个模板确定边缘类型,根据边缘类型进行插值,最后对仍未定义像素点用插值误差定理进行处理,总体上对所有像素都进行了分情况插值处理.实验结果表明,本算法有效地保持了图像的边缘信息,能够获得视觉质量较好的插值图像,且算法比较简单,容易实现.     

新的基于边缘检测提高图像质量的插值算法

通过对经典插值算法放大后得到的高分辨率图像先进行边缘检测,然后根据多方向边缘梯度变化,对边缘邻接像素点进行自相关模糊消除修正插值;多倍放大时采取小倍率循环修正方式实现.实验证明,算法克服了经典插值后图像的边缘锯齿和模糊效应,使修正优化后的图像清晰.对于RGB彩色图像先进行各分量色融合,再边缘检测,对提高图像质量也取得了明显的效果.     

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。     

基于梯度的快速图像插值算法

为解决传统插值算法效果不佳而新发展的边缘方向插值算法计算量大的问题,提出了一种基于梯度检测边缘的快速图像插值算法。该算法通过在原图像每一个3×3邻域内计算二阶梯度,检测边缘是否存在:若存在边缘,则计算一阶梯度判断边缘强弱并自适应得到权值因子,然后进行带权的线性插值;若不存在边缘,则在此邻域内进行双线性插值。实验结果表明,此算法不仅使插值后图像具备整体清晰性和边缘平滑性,有效保持了图像的主观视觉质量,而且相比现有同等效果的插值算法,运算时间至少能降低20%,尤其适用于嵌入式设备图像放大的应用。     

基于预测梯度的图像插值算法

提出一种新的非线性图像插值算法,称为基于预测梯度的图像插值（Image interpolation with predicted gradients,PGI）.首先沿用现有的边缘对比度引导的图像插值（Contrast-guided image interpolation,CGI）算法思想对低分辨率图像中的边缘进行扩散处理,然后预测高分辨率图像中未知像素的性质,最后对边缘像素采用一维有方向的插值,对非边缘像素采用二维无方向的插值.与通常的非线性图像插值算法相比,新算法对图像边缘信息的理解更为完善.与CGI算法相比,由于梯度预测策略的使用,PGI算法能够更有效地确定未知像素的相关性质（是否为边缘像素,以及是边缘像素时其边缘方向）.实验结果表明,PGI算法无论在视觉效果还是客观性测评指标方面均优于现有的图像插值算法.此外,在对彩色图像进行插值时,本文将通常的RGB颜色空间转化为Lab颜色空间,不仅减少了伪彩色的生成,而且降低了算法的时间复杂度.     

多方向模板变分模型的单幅图像超分辨率重建

目的 为了增强图像超分辨率重建的准确性,克服传统插值所产生的边缘模糊与边缘锯齿等负面效果,提出一种基于多方向模板变分模型的单幅图像超分辨率重建方法。方法 首先构建体现28个方向的多方向模板对输入图像的轮廓方向进行计算,同时通过将TV模型引入到图像轮廓的估计中来确定边缘轮廓的最优方向;在此基础上通过进行基于所提出的多方向模板的图像插值来实现图像的超分辨率重建。结果 对比基于活动轮廓的图像边缘插值方法重建的经典高分辨率测试图像,本文方法在平均峰值信噪比和平均结构相似度方面分别提高了1.578 dB和 0.030 02 dB。结论 本文方法可以有效地克服传统插值方法所产生的边缘模糊和边缘锯齿化等负面效果,也避免了较少方向模板所带来的边缘和纹理丰富区域的纹理失真现象,可以取得较好的重建效果。     

基于边缘移动匹配法的图像插值

论文介绍了一种保持图像边缘特征的插值方法。经典的插值算法常常使插值后图像边缘部分出现模糊或锯齿现象。为了获得图像边缘部分较好的视觉质量,算法对处于图像边缘部分的象素点首先在原图上寻找边缘方向,即利用边缘移动匹配法计算各象素点之间的相似程度来寻找到边缘方向,再使插值沿边缘方向进行。模拟试验证明,无论对机器生成的图像还是对自然图像,这种方法均能很好地保持图像边缘特征,从而使插值后整幅图像的视觉效果大大改善。该算法运算并不复杂,并且对于任何形式的图像几何变形都适用。     

一种用于单CCD图像传感器的图像插值算法

由于物理结构的限制,单CCD图像传感器在每个像素位置上只能采集一个颜色分量,其余两个颜色分量只能通过插值的办法得到。提出一种在色差空间进行插值的算法,利用具有比例线性关系的局部颜色特性和局部协方差求得最小均方误差意义下的最优插值系数。所获取的该插值系数具有边缘细节保持性,同时色差空间的插值又考虑了不同颜色分量间的耦合性,因而有效地抑制了图像边缘的模糊和颜色失真。实验结果表明,该算法可获得高质量的插值图像。     

基于列并行采样CIS的片上ISP颜色插补算法

对单片CMOS图像传感器中的数字图像处理系统(ISP)开展研究,提出一种基于列并行采样模式的实时颜色插补方法和ISP系统架构,以减小片上数据缓冲区,同时保证插补模块的实时性.结合列并行采样的特点对基于光谱相关和空间相关的方法进行修正,保证图像获取部分和处理处理部分紧密结合;使用G通道进行场景光强评价,将自动积分时间调整和插补模块组合实现,有效降低面积和功耗.仿真结果证明该方法的有效性和实时性.     

图像采集系统的面阵CCD驱动电路设计

详细介绍了基于面阵CCD器件的图像采集系统的构成,通过对CCD图像传感器ICX424AQ的驱动时序及数模转换芯片AD9943转换时序的分析,设计了用于图像采集的CCD驱动电路,并采用FPGA进行了实现。采用双线性插值算法,从表面覆盖Bayer彩色滤波阵列的CCD图像传感器获得全彩图像,图像数据以DVI格式实时发送到LCD屏上显示。     

基于FPGA的视频直方图均衡化的改进设计

介绍一种改进的直方图均衡算法及其在FPGA上的实现。与传统算法有区别的是如何统计直方图,通常均衡算法是只对亮度分量进行直方图均衡,或者对RGB三色色彩分量分别进行独立的均衡;提出的改进算法对输入像素的RGB分量同时进行统计,合成到一个统一的直方图对RGB通道进行均衡处理。实验结果证明：此算法不仅提高了图像对比度,同时也减轻了偏色或者褪色现象。     

实时彩色图像自适应中值滤波算法的FPGA实现

图像在采集、压缩、传输和接收的过程中,会受到脉冲噪声的影响,给后续的边缘检测、图像分割或目标识别等造成干扰。传统中值滤波将图像的RGB分量转为YCBCR分量进行滤波,该转换方法会损失一定的色度信息,且未将彩色信息完全分离,导致滤波后的图像产生色彩偏移。针对上述问题,利用HSI彩色空间中的I和S色彩分量对椒盐噪声进行检测,并通过自适应中值滤波将椒盐噪声滤除,图像还原度更高;利用FPGA对算法进行了硬件加速,在xc7a100tfgg484-2芯片上运行频率达222MHz,可实现2k@60Hz视频的实时处理。     

基于FPGA的Bayer彩色自动白平衡设计与实现

针对物体在不同色温光源照射下呈现偏色的现象,用FPGA实现对Bayer CCD数字相机的自动白平衡处理。根据CFA(Color Filter Array)的分布特点,利用双端口RAM(DPRAM),实现了颜色插值与色彩空间转换。在FPGA上设计了自动白平衡的三大电路模块:色温估计、增益计算和色温校正,并连接形成一个负反馈回路,然后结合EDA设计的特点,改进了增益计算的过程,有效地抑制了色彩振荡现象。     

基于FPGA的高清视频采集与显示系统设计

介绍了一种基于FPGA的视频采集与显示系统的设计.系统以FPGA为核心,配合高分辨率CCD图像传感器、ADC模数转换、视频编码器等,实现了高清视频实时采集与显示.详细阐述了色彩插值与色彩空间转换算法和BURST传输的FPGA硬件实现.测试表明,该系统运行良好,能够满足高清视频实时监控要求.     

基于轮廓波局部高斯模型与全变差的彩色滤波阵列插值

彩色图像的彩色滤波阵列(CFA)插值是从单传感器数字相机通过CFA获得的采样图像中重构完整RGB图像的过程。针对Bayer格式图像提出了一种基于轮廓波局部高斯模型与全变差的彩色图像CFA插值算法。为进一步提高图像边缘插值质量,将图像梯度的稀疏性结合到图像插值过程中,并且图像梯度的稀疏性用彩色全变差(CTV)来衡量。实验结果表明,该算法比现有的图像插值算法在峰值信噪比与主观视觉效果两方面均有显著提高。