基于全相位DCT的图像内插方法研究与方向滤波器组设计

论文摘要

随着数字信号处理技术的发展,数字图像处理技术不断发展。近年来,数字图像处理技术已经深入到人类生活的各个方面,比如在军事,医学,工业,地质等领域,发挥着巨大的作用。图像内插是通过离散化的数字图像恢复出原始连续图像的过程。数字信号处理中,由于离散化的信息存储方式,图像内插更有意义的做法是改变数字图像的抽样率,也就是说由原始具有较低分辨率的图像数据再生出具有更高分辨率的图像数据。图像是一种典型的二维数据,图像内容是具有方向性的。近年来,基于图像方向性的研究和图像多分辨率处理的研究逐渐增多。本文详细介绍了二维可分离全相位DCT图像内插方法,设计了相对公平的内插实验,并将该方法与最近邻域内插、线性内插、立方B样条内插、立方卷积内插、高频置零的小波内插、边缘检测的内插方法进行了比较。同时,指出小波内插方法的不合理性,给出一种保持灰度的小波插值方法。实验结果表明,全相位DCT图像内插方法有着十分优异的内插性能。本文的后半部分介绍了全相位滤波器的设计方法,并设计了两种全相位DCT方向滤波器组。一种是基于扭转结构的实现任意精度频率划分的全相位滤波器组;另一种是水平和竖直方向频率划分更加精确的全相位滤波器组,本文中实现了该方法的8方向和16方向滤波器组。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 本文的主要工作
• 第二章 多抽样率数字信号处理
• 2.1 采样定理
• 2.1.1 连续时间信号的抽样
• 2.1.2 抽样信号的频谱分析
• 2.1.3 连续信号的恢复
• 2.2 抽样率的转换
• 2.2.1 时域特性
• 2.2.2 频域特性
• 2.2.3 内插器与抽取器
• 2.3 内插
• 2.3.1 多项式逼近
• 2.3.2 Lagrange型多项式插值
• 2.3.3 三次样条插值
• 第三章 图像内插方法
• 3.1 最近邻域内插
• 3.2 线性内插
• 3.3 立方B样条内插
• 3.3.1 B样条函数
• 3.3.2 立方B样条内插
• 3.3.3 立方B样条内插分析
• 3.4 立方卷积内插
• 3.4.1 立方卷积内插核函数
• 3.5 小波内插
• 3.6 边缘检测的图像放大方法
• 3.6.1 NEDI内插
• 第四章 全相位DCT图像内插方法
• 4.1 离散余弦变换
• 4.2 全相位DCT内插方法
• 4.2.1 基于DCT的内插方法
• 4.2.2 全相位内插
• 4.2.3 全相位内插核函数的构造
• 4.3 图像内插实验
• 4.3.1 低通滤波器的选择
• 4.3.2 边界处理
• 4.3.3 实验结果
• 第五章 全相位DCT方向滤波器组
• 5.1 全相位滤波器
• 5.2 全相位方向滤波器组
• 5.2.1 全相位方向滤波器
• 5.2.2 基于扭转结构的任意频率精细划分的全相位滤波器组
• 5.2.3 精确水平和竖直方向的全相位DCT方向滤波器组
• 第六章 总结
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢