插值算法在圖像復(fù)原中的應(yīng)用_第1頁
插值算法在圖像復(fù)原中的應(yīng)用_第2頁
插值算法在圖像復(fù)原中的應(yīng)用_第3頁
插值算法在圖像復(fù)原中的應(yīng)用_第4頁
插值算法在圖像復(fù)原中的應(yīng)用_第5頁
免費(fèi)預(yù)覽已結(jié)束,剩余1頁可下載查看

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、    插值算法在圖像復(fù)原中的應(yīng)用    陳亞芹摘要:利用插值方法對殘缺、模糊圖像進(jìn)行處理,恢復(fù)其本來面貌受到很多關(guān)注,研究中采用雙立方、雙線性對提取了1/4像素值圖像進(jìn)行復(fù)原,比較了原圖、雙線性、雙三次插值方法的均方誤差、峰值信噪比,發(fā)現(xiàn)這兩種插值方法對圖像的復(fù)原能力很好,雙三次插值略優(yōu)于雙線性插值方法,這對復(fù)原想要的圖像信息具有重要意義。關(guān)鍵詞:雙線性;雙三次;均方誤差:tp391 :a :1007-9416(2017)02-0156-02近年來插值算法在焦平面偏振傳感器中獲得重要應(yīng)用,華盛頓大學(xué)elad gilboa等利用高斯插值方法計算圖像數(shù)據(jù),

2、驗證了高斯插值在這種傳感器中恢復(fù)了圖像細(xì)節(jié)等特性1。shengkui gao等利用焦平面偏振傳感器對玩具馬進(jìn)行成像,提出了基于梯度的插值算法對圖像進(jìn)行處理,提高了焦平面偏振傳感器成像應(yīng)用的性能,發(fā)現(xiàn)此種算法性能優(yōu)于雙三次樣條插值2,研究中采用雙線性、雙三次插值方法對采集的圖像進(jìn)行插值處理,實現(xiàn)了圖像的復(fù)原,清晰度提高,降低了均方誤差。1 雙線性與雙三次插值方法(1)雙線性插值方法。對于只存在1/4像素值的圖像,利用雙線性方法對其圖像復(fù)原,在4x4的像素灰度值陣列中,每一個相鄰2x2像素元由i0(i,j)、i45(i,j+1)、i135(i+1,j)和i90(i+1,j+1)四個位置像素點組成,

3、對于每一個2x2像元,只保留i0(i,j)位置灰度值,其余三個位置灰度值扔掉,獲得整幅圖像1/4的像素灰度值,用這1/4灰度值恢復(fù)原來的整幅圖像。計算公式如公式(1)、(2)、(3)。(1)(2)(3)利用1-3計算i45(1,2)、i135(2,1)、i90(2,2)位置的灰度值,對于i45(1,2)的灰度值,利用i45(1,2)處水平方向臨近的兩個像素值相加取其1/2的值作為i45(1,2)處的灰度值,i135(2,1)處值得計算,可由臨近水平方向i0(1,1)和i0(3,1)的灰度值相加取1/2得到,i0(1,1)、i0(1,3)、i0(3,1)、i0(3,3)四個灰度值相加取1/4得到

4、190(2,2)處的灰度值。依此可以計算出整幅圖像的灰度值,即獲得還原的圖像。(2)雙三次插值方法。雙三次插值方法采用三階公式來計算圖像的灰度值,如公式(4)。雙三次插值算法采用fi(x,y)來表示3。首先需求出它的16個未知數(shù)aij的值,其中的4個未知數(shù)能從角落點的強(qiáng)度求出,8個未知數(shù)能由水平、垂直位置的導(dǎo)數(shù)得到,剩下的4個再由對角線位置的導(dǎo)數(shù)得出,就得到了完整的16個未知數(shù)aij的值。這樣就可利用此公式對圖像進(jìn)行處理。計算時采用5x5矩陣的灰度值進(jìn)行,根據(jù)已知的灰度值和5x5陣列的三個導(dǎo)函數(shù)的值,用fi(x,y)的微積分方程計算雙立方插值函數(shù)aij值,得到aij的值就可以計算出提取1/4灰

5、度值的所有值,即得到復(fù)原的原始圖像。(4)2 插值方法對偏振圖像的還原為了利用插值方法完成圖像的復(fù)原,采用白光照射真假樹葉的圖像,使經(jīng)圖像反射的光通過偏振片,傳輸?shù)絚cd相機(jī),最后由計算機(jī)獲得偏振圖像。如圖1、2、3為假樹葉子偏振圖像,圖4、5、6為假花葉子偏振圖。圖1、4為偏振原始圖像,圖2、5為提取1/4灰度值雙線性插值方法復(fù)原圖,圖3、6為提取1/4灰度值雙三次插值方法復(fù)原圖。從圖中可知經(jīng)插值方法還原的圖像與原圖相似,圖像未出現(xiàn)邊緣不清晰、鋸齒等現(xiàn)象,另外均方誤差與峰值信噪比是從數(shù)值上對圖像進(jìn)行評價的重要參數(shù),均方誤差越小,表示圖像誤差越少4,當(dāng)峰值信噪比的值大于40時,說明插值處理后的

6、圖像與原圖很相近,幾乎看不出差異5。利用matlab軟件計算他們的均方誤差,所得結(jié)果分別為:圖1為6.328049e+000,圖2為6.319294e+000,圖3為 6.245824e+000,圖4為6.332912e+000,圖5為6.269360e+000,圖6為6.177142e+000,由均方誤差數(shù)據(jù)可知雙線性插值與雙三次插值的數(shù)值略小于偏振原圖的均方誤差值,且雙三次插值的數(shù)值略小于雙線性插值方法的均方誤差。峰值信噪比分別為:圖1為4.011811e+001,圖2為4.012412e+001,圖3為4.017491e+001,圖4為4.011477e+001,圖5為4.015857e

7、+001,圖6為4.015318e+001,由峰值信噪比數(shù)值可以看出所有計算數(shù)值都大于40,說明兩種插值方法對圖像的復(fù)原能力很好。3 結(jié)語對于提取1/4灰度值進(jìn)行圖像復(fù)原中,雙線性插值與雙三次插值的復(fù)原效果都很高,且雙三次效果略優(yōu)于雙線性插值方法,均方誤差均有所降低,但是由于雙線性插值計算簡單,而雙三次插值計算相對復(fù)雜,所以對于進(jìn)行圖像灰度值特別多的圖像進(jìn)行處理時,雙線性插值方法的計算效率略優(yōu)于雙三次插值方法,同時這種提取1/4灰度值插值方法計算圖像的原理與利用焦平面偏振探測器獲得的圖像進(jìn)行插值方法處理的原理相同,所以這種方式計算圖像的方法在利用焦平面偏振探測器獲得的圖像中有重要的應(yīng)用價值。參

8、考文獻(xiàn)1gilboa e, cunningham j p, nehorai a, et al. image interpolation and denoising for division of focal plane sensors using gaussian processes.j. optics express, 2014, 22(12):15277-15291.2gao s, gruev v. gradient based interpolation for division of focal plane polarization imaging sensorsj. 2012:185

9、5-1858.3gao s, gruev v. bilinear and bicubic interpolation methods for division of focal plane polarimeters.j. optics express, 2011, 19(27):26161-73.4gao s, gruev v. gradient based interpolation for division of focal plane polarization imaging sensorsj. 2012:1855-1858.5李紅蕾,凌捷,徐少強(qiáng).關(guān)于圖象質(zhì)量評價指標(biāo)psnr的注記j.廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004,21(3):74-78. 數(shù)

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論