基于貝爾模板圖像的插值算法和壓縮算法及其應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著貝爾模板圖像傳感器在各類數(shù)字成像設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，與之相關(guān)的圖像處理技術(shù)及應(yīng)用迅速發(fā)展成為一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。目前，彩色圖像重構(gòu)算法和貝爾圖像編碼算法是該領(lǐng)域內(nèi)的重點(diǎn)研究方向。為降低成像前端的復(fù)雜性，本文在貝爾圖像的時(shí)頻分析基礎(chǔ)上，研究了彩色圖像重構(gòu)算法和貝爾圖像壓縮算法之間的聯(lián)系，提出了新的貝爾圖像的編碼方法及其相應(yīng)的圖像重構(gòu)算法，并對(duì)部分成果進(jìn)行開(kāi)發(fā)應(yīng)用。論文的主要?jiǎng)?chuàng)新工作如下：
　　 1、以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)JPEG-L

2、S的框架為基礎(chǔ)，提出了基于因果插值的貝爾模板圖像無(wú)損編碼器，對(duì)預(yù)測(cè)器進(jìn)行了改進(jìn)，給出兩種可選擇的方案，具有較好的去相關(guān)性能。為提高編碼增益，重新優(yōu)化了上下文量化區(qū)間。所設(shè)計(jì)的編碼器能按照光柵順序逐點(diǎn)地實(shí)現(xiàn)對(duì)貝爾模板圖像編碼，在低復(fù)雜度和壓縮率之間取得了較好的平衡。該算法可作為自然灰度圖像國(guó)際編碼標(biāo)準(zhǔn)JPEG-LS的擴(kuò)充部分。
　　 2、為進(jìn)一步提高貝爾模板圖像壓縮率，提出了基于小波子帶替換的貝爾圖像視覺(jué)無(wú)損壓縮方法。采用預(yù)測(cè)差分

3、法無(wú)損壓縮貝爾圖像綠色分量，用于有效地保護(hù)貝爾圖像原始亮度信息，并應(yīng)用簡(jiǎn)單的線性插值方法估計(jì)紅藍(lán)分量位置的綠色值，分別對(duì)紅藍(lán)分量及其同位置的綠色估計(jì)分量進(jìn)行小波變換，進(jìn)而得到紅綠、藍(lán)綠低頻子帶色差信號(hào)，通過(guò)低復(fù)雜度的JPEG-LS進(jìn)行無(wú)損或近無(wú)損編碼。在編碼端，紅藍(lán)分量高頻子帶被丟棄而不參與編碼。在解碼端，先解碼無(wú)損綠色分量，再估計(jì)在紅藍(lán)位置的綠色分量，其高頻子帶可近似替代編碼端丟棄的紅藍(lán)分量高頻子帶，最后反變換得到紅藍(lán)分量的解碼值。<

4、br>　　 3、應(yīng)用LPA-ICI方法構(gòu)造了二階非線性自適應(yīng)濾波器，在對(duì)貝爾模板圖像進(jìn)行降噪插值的基礎(chǔ)上，提出了迭代濾波法進(jìn)行色差信號(hào)后處理的方法，通過(guò)迭代濾波可以有效地去除線性插值在估計(jì)紅藍(lán)像素時(shí)產(chǎn)生的邊緣偽彩噪聲。針對(duì)包含編碼噪聲的貝爾模板圖像，該方法有效地提高了重構(gòu)圖像質(zhì)量。
　　 4、論文完成了130萬(wàn)像素的視頻展臺(tái)攝像頭設(shè)計(jì)。其中，采用FPGA實(shí)現(xiàn)了本文提出的貝爾模板無(wú)損編碼器，可以替代基于JPEG/JPEG2000