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字成像設備中的廣泛應用，與之相關的圖像處理技術及應用迅速發(fā)展成為一個重要的研究領域。目前，彩色圖像重構算法和貝爾圖像編碼算法是該領域內的重點研究方向。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上，研究了彩色圖像重構算法和貝爾圖像壓縮算法之間的聯系，提出了新的貝爾圖像的編碼方法及其相應的圖像重構算法，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，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。所設計的編碼器能按照光柵順序逐點地實現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圖像質量。
　　 4、論文完成了130萬像素的視頻展臺攝像頭設計。其中，采用FPGA實現了本文提出的貝爾模板無損編碼器，可以替代基于JPEG/JPEG2000