基于貝爾模板圖像傳感器的靜態(tài)圖像重構和壓縮.pdf

1、論文研究了基于貝爾模板的單CCD原始數(shù)據(jù)的圖像重構及其壓縮算法。這些算法在當今的數(shù)字攝像(相機)產品中屬于核心技術。圖像重構算法可分為兩個統(tǒng)計獨立的階段，首先是插值算法，之后是圖像增強，主要指偽彩抑制與邊緣增強。插值算法基于像素空間的相關性及其色譜的相關性；由于貝爾模板對紅藍兩種顏色的空間采樣頻率較低，使得這兩個通道在重構時容易發(fā)生混淆失真。而綠色是紅(藍)采樣頻率的兩倍可以較精確的重構。另外，在圖像的高頻部分，各通道之間的相關性較強。

2、所以我們直接用綠色的高頻分量來取代紅(藍)的高頻。本論文提出的插值算法采用自適應的Sobel邊緣檢測算子計算加權平均的系數(shù)恢復出綠色通道，然后再采用通道分解的方法利用綠色通道的高頻信息恢復出紅色和藍色，實驗表明該算法取得了較好的效果。但是無論再好的插值算法都會帶來一些失真。這些失真主要有兩種：偽彩色和邊緣模糊。而這種模糊主要發(fā)生在圖像的邊界區(qū)域。本文提出了改進的中值濾波算法來消除這種失真。對圖像的中值濾波操作限定在邊界區(qū)域，這樣做的好處

3、是既去掉了彩色噪聲又保留了良好的細節(jié)。 在國際上，基于原始數(shù)據(jù)的圖像壓縮算法是近四五年才開始的，而且只有少數(shù)學者進行研究。國內目前很少有文獻報道針對貝爾模板數(shù)據(jù)進行圖像壓縮研究成果。所以貝爾模板數(shù)據(jù)直接壓縮研究具有重要的意義。 在進行貝爾模板數(shù)據(jù)直接壓縮算法中，研究思路的出發(fā)點是對一般圖像壓縮方法進行改進以適應CFA圖像編碼問題。由于貝爾模板的特殊性，傳統(tǒng)全彩圖像編碼技術并不能提供令人滿意的表現(xiàn)。在設計壓縮算法時，要盡量

4、做到無損壓縮，至少也應該是視覺無損。本文提出了兩種針對貝爾模板直接數(shù)據(jù)的視覺無損壓縮算法。第一種是基于傳統(tǒng)JPEG的。但不同的是本文把整個CFA圖像都作為亮度通道。這樣既避免了色空間轉換帶來的數(shù)據(jù)損失，同時由于只采用了亮度通道的量化表使圖像得到了較細的量化。第二種壓縮算法是基于矢量量化的。算法根據(jù)人類視覺特性對圖像的不同區(qū)域采用不同的量化步長，較好的去掉了視覺冗余。實驗分析的結果證明，本文的兩種算法都取得了較令人滿意的結果。除了以上兩種