基于小波變換和邊緣檢測的Bayer圖像壓縮和彩色插值.pdf

1、近年來,數(shù)碼相機(jī)普及程度越來越高,已經(jīng)涉及科研和生活的各個方面。Bayer濾波陣列是單片CCD傳感器數(shù)碼相機(jī)最常用的濾波陣列。目前圖像傳感器的分辨率越來越高,對存儲空間和傳輸帶寬的要求也隨之提高。傳統(tǒng)的先插值后壓縮的方式,數(shù)據(jù)量是原始數(shù)據(jù)直接壓縮的近3倍。因此,對Bayer濾波陣列數(shù)據(jù)進(jìn)行原始數(shù)據(jù)壓縮具有重要的意義。Bayer濾波陣列數(shù)據(jù)每個像素點只保留了一種顏色,需要經(jīng)過插值才能獲得全彩圖像,對插值算法的研究具有必要性和現(xiàn)實性。本文所

2、做的工作主要包括以下兩個部分:
　　 (1)原始數(shù)據(jù)壓縮部分首先對小波壓縮編碼算法進(jìn)行了研究,在分析和比較前人的算法的基礎(chǔ)上,選擇表現(xiàn)較好的SPIHT壓縮編碼作為原始數(shù)據(jù)的核心壓縮算法。根據(jù)Bayer濾波陣列不宜直接壓縮的特點,在分析和比較了前人對Bayer濾波陣列數(shù)據(jù)壓縮算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合小波提升算法和SPIHT壓縮算法,對兩種基于結(jié)構(gòu)變換的原始數(shù)據(jù)壓縮算法進(jìn)行了改進(jìn)。經(jīng)過測試,本文的壓縮算法主觀和客觀效果優(yōu)于原來的算法,總體

3、壓縮效果較好。將有實用價值的改進(jìn)型SPIHT算法做為一個備選項加到本文算法中。此算法適用于對圖像感興趣區(qū)域要求高,而對背景區(qū)域要求低的場合。
　　 (2)CFA插值部分本文對這些年來的CFA插值算法進(jìn)行了研究,并對它們進(jìn)行了分類比較,重點介紹了幾個典型的插值算法,分析了她們各自的優(yōu)缺點。對CFA插值算法的結(jié)果失真進(jìn)行了分析,并介紹了應(yīng)對辦法。CFA插值容易造成邊緣的失真,而現(xiàn)有算法難以對各種邊緣都得到較好的插值效果。本文提出了一

4、種基于邊緣類型的自適應(yīng)漸進(jìn)插值法。首先對圖像邊緣進(jìn)行預(yù)判定,根據(jù)邊緣類型不同來進(jìn)行自適應(yīng)插值。實驗證明,此算法對各種邊緣都能兼顧插值效果。為提高插值質(zhì)量,在后處理方面,采用迭代漸進(jìn)插值方式,使用低復(fù)雜度的基于色差恒定的插值步驟以及合理的迭代終止條件,能使迭代次數(shù)保持在兩次左右。從而使算法能在得到高質(zhì)量插值圖像的同時保持較低的復(fù)雜度。在插值算法的最后部分,提出了分塊插值這個優(yōu)化步驟作為本文插值算法的備選項,并闡述了復(fù)雜度控制方法,提高了算