基于偏微分的图像放大算法研究

在研究图片放大算法中,分析了现有的运用偏微分算法在图像法大中的不足,利用图像放大过程中的边缘信息可预知性,本文提出一种新的基于偏微分方程的图像放大算法,这种算法通过将图像边缘检测、平滑处理,然后采用三次样条插值算法对边缘进行相应倍数的放大,并通过对可能出现的锯齿边缘进行细化处理;将处理过的边缘作为放大图像的边缘,从而可以将源图像的边缘很好的保持下来,避免了偏微分方程放大过程中出现的边缘模糊现象。实验结果显示,该方法是一种能够很好的保存图像的边缘信息的图像放大算法。     

图像放大中的边缘细化算法研究

当图像放大时边缘会出现锯齿失真,为了抑制这种失真,提出了边缘阶梯细化的图像放大算法。该算法在图像的非边缘区域采用经典的双线性插值算法;同时根据Canny边缘检测的结果,进一步进行阶梯检测,滤除不会产生锯齿失真的竖直和水平边缘;而在使用经典算法会产生严重锯齿失真的边缘区域,运用基于阶梯细化的插值算法;该插值算法在放大图像的同时,抑制边缘中的阶梯被放大,从而达到减少锯齿失真的目的。实验结果表明,该算法比经典算法更能有效地抑制锯齿失真。     

基于局部多项式的自适应图像放大

为了弥补传统图像放大算法的锯齿效应,统计分析了图像像素变化特点,将图像分成平滑、纹理和边缘,对平滑和纹理区根据其局部区域的同态性,提出了基于局部多项式逼近的图像放大：运用置信区间交集法则将图像分割为若干同态区域;对区域分别进行多项式拟合,并对拟合函数进行过采样实现区域放大;运用局部平滑消除边缘锯齿效应。实验结果表明,该算法充分利用了图像的结构信息,相比于传统的插值放大算法和已有局部自适应插值算法提高了图像的视觉效果与适用性。     

基于边界程度的图像插值算法

为了有效地消除传统图像插值中出现的边缘锯齿现象,提出了基于边界程度的图像插值算法。该算法充分考虑自然图像边缘缓慢变化的特点,在图像边缘平滑的假设下,采用边界程度信息来抑制锯齿现象。实验结果表明,该算法能够很好地解决图像插值中的边缘锯齿现象问题,且不会产生其他明显的人工痕迹。此外,该算法还保持了传统插值算法简单有效的特点,实现和应用起来都比较方便。     

结合中值滤波的彩色自蛇模型在遥感图像放大的研究

研究了彩色自蛇模型的形成过程,对遥感TM图像进行了后处理放大处理,采用最邻近点插值、双线性插值、三次样条插值、双立方插值、双二次插值。针对插值放大后的图像的边缘出现锯齿化和模糊化问题,由于彩色自蛇模型本身不仅具有边缘锐化功能,它可以消除边缘锯齿化和边缘模糊化问题,而且具有去噪的能力。采用彩色自蛇模型进行后处理,并对处理后的残余斑点进行研究,结果采用了中值滤波的方式取得更好的效果,并对含噪的遥感图像也有较好的放大效果,实验结果证明该方法适于遥感图像的放大处理。     

简单有效的小波域图像插值放大算法

提出一种基于Cycle-Spinning的小波域图像插值放大算法。Cycle-Spinning技术已证明是小波去噪中消除伪Gibbs效应的有效方法,将低分辨率图像作为高分辨率图像的低频子带,将高频系数置零,再进行反变换,得到高分辨率图像的初始估计。在此基础上,利用Cycle-Spinning技术处理得到高分辨率图像,很好地消除了边缘锯齿现象。经实验仿真,并与传统及改进插值算法比较,提出的算法简单、快速、有效,使放大后的图像无论在边缘处还是平滑区域均能达到理想的效果。     

基于小波融合的图像放大方法

提出一种基于小波融合技术与传统图像放大算法的结合的方法.该算法首先对源图像分别采用双三次插值和改进的双线性插值进行放大,然后对两幅放大后的图像进行小波分解,并对分解后得到的小波系数进行融合,增强图像轮廓,最后进行小波逆变换得到目标图像的重构.通过实验对比,采用所提算法放大的图像视觉效果明显,轮廓清晰,消除了传统放大算法的模糊和锯齿现象.     

多层次轮廓约束的图像放大算法

为解决图像放大过程中有效地保证边缘锐化的图像插值难题,提出多层次轮廓约束的图像放大算法.首先利用检测算子对图像进行预处理,将图像分为边缘区域、平坦区域;其次,针对图像边缘区域进行自适应梯度扩散获取适当的边缘轮廓层作为图像放大约束;最后对轮廓层直接进行曲线插值重采样,不额外增加边缘层数,以保证放大后的图像在视觉上的边缘清晰.对于非轮廓层的平坦区域,构建双三次Coons插值曲面并进行重采样,保持了平坦区域的平滑性.测试图像为自然图像和医学图像,自然图像的来源是set5和set14测试集,实验对比方法主要从客观效果、视觉效果、时间复杂度3个方面进行比较.实验结果表明,采用该算法得到的放大图像不仅可以保持轮廓清晰,且PSNR及SSIM指标超过了大多数经典的插值算法以及目前流行的基于机器学习的算法.     

一种新的基于图像边缘的插值算法

灰度图像放大时,插值所具有的平滑作用会退化图像的高频部分,使放大图像轮廓变得模糊,该文提出了一种新的图像插值算法,先用一阶微分运算分离出图像的平坦区域和边缘区域,对图像的平坦区域采用双线性插值法,对图像的边缘部分采用本文的插值算法,实验证明该算法有效地保持了边缘信息,得到了视觉信息较好的插值图像。     

一种新的基于图像边缘的插值算法

灰度图像放大时,插值所具有的平滑作用会退化图像的高频部分,使放大图像轮廓变得模糊,该文提出了一种新的图像插值算法．先用一阶微分运算分离出图像的平坦区域和边缘区域,对图像的平坦区域采用双线性插值法,对图像的边缘部分采用本文的插值算法,实验证明该算法有效地保持了边缘信息,得到了视觉信息较好的插值图像。     

一种新的区域图像插值算法

针对传统的3种图像插值算法在插值后分别存在灰度不连续、轮廓模糊、计算量大等问题,提出了一种新的区域插值算法。该算法先对图像依据纹理平坦或复杂进行区域的相对划分,然后根据待插值点在源图像中所属的区域对应地使用不同的插值算法。与一些典型插值算法进行仿真比较,验证了该算法在基本不改变插值精度的前提下,可以有效地降低运算时间。     

插值算法的研究

主要研究应用于图像放大技术领域的处理算法,常用的图像放大技术即为插值算法,主要插值处理方法有最邻近插值算法、双线性插值法、双三次插值。实验仿真结果表明最邻近算法处理后的图像效果较差,双线性算法处理后图像质量较高。而双三次插值算法处理后的图像质量最高,但运行时间较长。     

几种插值算法的比较研究

在图像放大处理中,一般都会用到插值算法,为了实时性的要求,在保证放大效果的基础上,希望插值算法尽可能简单。插值指利用某一个函数来计算出2个或更多的值之间的值。文中就常用的NEDI、DUBE、9-Direction、KR（kernel re-gression）等的理论基础和算法原理做了分析,通过采用四种插值算法对图像进行缩放处理操作,可以直观比较它们处理后的效果。文中使用matlab仿真工具分别就这四种算法对典型的lena、flower和night图像进行了处理,并对它们的处理结果加以比较,最后总结了四种算法各自的特点。     

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。     

划痕图像的连分式插值修补算法

目的 图像修复在图像处理中起着举足轻重的地位,针对目前大部分图像修补算法在修复划痕时存在纹理修复不够突出的缺陷,提出了两种基于连分式插值的修补算法,可以较好保持图像纹理的特性。方法 该算法基于连分式插值理论,采用图像破损点周围像素信息来插值出破损点的像素值。根据插值函数和插值窗口的不同,提出了两种插值方法,即Thiele型修补算法与Newton-Thiele型修补算法,解决不同纹理类型图像的划痕修补问题,并对插值过程中出现的奇异点问题和平移问题提出了行之有效的解决办法。结果 对大量的划痕图像进行实验测试,并通过主观评价和客观评价进行评估。客观评价包括峰值信噪比（PSNR）和运行时间的比较。相对于目前流行的一些修补方法来说,本文算法有更好的视觉效果,更高的峰值信噪比和更短的运行时间,峰值信噪比为44.79 dB,运行时间为0.53 s。结论 Thiele型修补算法更加擅长处理纹理垂直于划痕的图像,而Newton-Thiele型修补算法适用于复杂纹理的图像。     

Interpolation of images using discrete wavelet transform to simulate image resizing as in human vision

This paper presents discrete wavelet transform (DWT) and its inverse (IDWT) with Haar wavelets as tools to compute the variable size interpolated versions of an image at optimum computational load. As a human observer moves closer to or farther from a scene, the retinal image of the scene zooms in or out, respectively. This zooming in or out can be modeled using variable scale interpolation. The paper proposes a novel way of applying DWT and IDWT in a piecewise manner by non-uniform down- or up-sampling of the images to achieve partially sampled versions of the images. The partially sampled versions are then aggregated to achieve the final variable scale interpolated images. The non-uniform down- or up-sampling here is a function of the required scale of interpolation. Appropriate zero padding is used to make the images suitable for the required non-uniform sampling and the subsequent interpolation to the required scale. The concept of zeroeth level DWT is introduced here, which works as the basis for interpolating the images to achieve bigger size than the original one. The main emphasis here is on the computation of variable size images at less computational load, without compromise of quality of images. The interpolated images to different sizes and the reconstructed images are benchmarked using the statistical parameters and visual comparison. It has been found that the proposed approach performs better as compared to bilinear and bicubic interpolation techniques.     

加权边沿自适应的场内插值去隔行方法*

为实现隔行扫描图像到逐行扫描图像的扫描格式转换,提出了一种基于空间加权和边沿自适应的场内插值去隔行算法。该算法包括LRV（left right vertical）评估和边沿自适应插值。相比传统的去隔行算法,LRV评估可以有效地消除伪边沿插值;在边沿自适应插值中增加预插值判断进行插值方向初步估计,可以抑制反向插值错误;在边沿方向搜索中增加空间权值,可以提高插值的准确率。实验结果表明,该算法在处理图片和视频流时的图像质量均要优于传统的算法。     

新代数插值算法在图像放缩中的应用

代数插值作为图像插值的基本方法之一 ,既可以与其他放缩方法结合 ,又可以单独使用 ,实现图像的放大和缩小。目前 ,一般都采用传统牛顿插值算法来实现。提出了用新代数插值算法来实现图像插值算法 ,实验证明 ,它不仅是一种有效的图像插值算法 ,而且较以往传统的牛顿插值算法在速度上有所提高。该算法的提出对丰富图像插值的基本算法是有一定意义的     

An adaptive real-time NURBS curve interpolation for 4-axis polishing machine tool

The non-uniform rational B-spine (NURBS) curve interpolation is a key technology of the advanced computer numerical control (CNC) system. NURBS curve interpolation can realize a high-speed and high-precision machining, and it can also avoid some inevitable deficiencies of the linear and circular interpolation functions which are generally used in traditional NC system. Before the interpolation, some calculation tasks are finished, which will decrease the amount of calculation during interpolation and increase the interpolation efficiency. Further, an adaptive NURBS curve interpolation with real-time and flexible S-shaped curve acceleration/deceleration (ACC/DEC) control method is added to the interpolation algorithms. The NC machining simulation conducted with the MATLAB software and the NURBS curve interpolation experiments performed on the 4-axis polishing machine tool demonstrate the validity and correctness of the adaptive real-time NURBS curve interpolation algorithm in the CNC system.     

用于单目视觉的路径失真矫正系统设计与实现

针对单目视觉机器人产生的路径图像失真问题,分析了产生失真的原因及常用的矫正方式,提出了一种可以通过快速标定来解决路径图像畸变失真问题的方法。将待矫正图像的纵向与横向像素序列分别与标定板进行分析对比,纵向上采用非均匀行采样原理,通过单张标定照找到特征采样行,使采样后图像与实际道路相对无畸变;横向上采用线性伸缩矫正算法,结合适当的插值运算,达到横向矫正。该方法避免了要多次测量外部标定数据及内部传感器参数,在运算量上与实用性上取得了较好的平衡。在此基础上,介绍了如何利用Matlab工具箱快速设计实现图像矫正系统,并且通过数据对比证明了该系统具有一定的准确与便捷性,在工程上具有较高的价值。