基于貝爾模板圖像的插值算法和壓縮算法及其應用研究.pdf

1、近年來，隨著貝爾模板圖像傳感器在各類數(shù)字成像設(shè)備中的廣泛應用，與之相關(guān)的圖像處理技術(shù)及應用迅速發(fā)展成為一個重要的研究領(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)的重點研究方向。為降低成像前端的復雜性，本文在貝爾圖像的時頻分析基礎(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的圖像重構(gòu)算法，并對部分成果進行開發(fā)應用。論文的主要創(chuàng)新工作如下：
　　 1、以國際標準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損編碼器，對預測器進行了改進，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)計的編碼器能按照光柵順序逐點地實現(xiàn)對貝爾模板圖像編碼，在低復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際編碼標準JPEG-LS的擴充部分。
　　 2、為進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無損壓縮方法。采用預測差分

3、法無損壓縮貝爾圖像綠色分量，用于有效地保護貝爾圖像原始亮度信息，并應用簡單的線性插值方法估計紅藍分量位置的綠色值，分別對紅藍分量及其同位置的綠色估計分量進行小波變換，進而得到紅綠、藍綠低頻子帶色差信號，通過低復雜度的JPEG-LS進行無損或近無損編碼。在編碼端，紅藍分量高頻子帶被丟棄而不參與編碼。在解碼端，先解碼無損綠色分量，再估計在紅藍位置的綠色分量，其高頻子帶可近似替代編碼端丟棄的紅藍分量高頻子帶，最后反變換得到紅藍分量的解碼值。<

4、br>　　 3、應用LPA-ICI方法構(gòu)造了二階非線性自適應濾波器，在對貝爾模板圖像進行降噪插值的基礎(chǔ)上，提出了迭代濾波法進行色差信號后處理的方法，通過迭代濾波可以有效地去除線性插值在估計紅藍像素時產(chǎn)生的邊緣偽彩噪聲。針對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130萬像素的視頻展臺攝像頭設(shè)計。其中，采用FPGA實現(xiàn)了本文提出的貝爾模板無損編碼器，可以替代基于JPEG/JPEG2000