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基于二维不可分插值滤波器的图像尺寸转换方法

作　者: 袁红
导　师: 水鹏朗
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算数学
关键词: 抽取插值二维不可分离插值滤波器采样率转换图像尺寸转换
分类号: TN911.73
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 92次
引　用: 2次
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内容摘要

在图像处理领域中,图像插值可以实现图像的缩放显示和提高图像的分辨率,在图像的清晰化处理和三维显示中具有十分重要的实用价值。本文给出了一种图像尺寸转换的新方法,该方法使用了线性相位二维不可分FIR插值滤波器和线性相位二维不可分FIR抗混叠滤波器。与最近邻域法,线性插值法,双三次样条插值法,三次B-样条插值法,二维FFT插值法和二维可分插值滤波器等方法相比,该方法可以获得更好的转换效果,包括整体误差和局部特征的保留两个方面。实验结果和理论分析都也表明了这点。首先深入研究了带通采样基本原理、内插和抽取的基本原理以及它们对信号频谱的影响、分数倍采样的基本原理等,本文针对整数倍抽取部分,分析了多相实现结构、多级实现结构和数字滤波实现结构三种方法。然后,概述了以前的几种插值方法以及其对插值函数的要求,其次实现并比较了几种较为成熟的单帧图像插值算法;最后提出了一种时域设计方法对二维不可分滤波器进行了优化,灵活地实现了任意频率响应的滤波器设计并对设计出的滤波器性能进行了分析。将滤波器的设计归结为一个约束优化问题进行解决。尤其是把正则阶作为约束条件之一,从而保证了滤波器通带的平坦性和阻带的快速衰减。本文通过大量的仿真实验验证,本文所提出的这两种图像插值方法,对于自然景物、动物照片和人物图片等几类图像数据都可以得到较好的结果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
第一章绪论  6-10
  1.1 图像尺寸转换及国内外研究现状  6-7
  1.2 用于采样率转换滤波器设计的发展与应用  7-8
  1.3 本文主要研究工作  8-10
第二章有理采样率转化及滤波器的基本知识  10-22
  2.1 采样率转化改变图像尺寸流程图  10-11
  2.2 任意抽样几何形状的周期抽样  11-13
  2.4 二维抽样定理的推导  13-15
  2.5 二维滤波器的基本实现  15-20
  2.6 本章小结  20-22
第三章常用的图像插值算法  22-34
  3.1 引言  22-23
  3.2 最近邻域插值  23-24
  3.3 双线性插值法  24-25
  3.4 三次卷积插值  25-26
  3.5 双三次插值  26-27
  3.6 三次样条插值  27-29
  3.7 三次B 样条插值  29-31
  3.8 二维快速傅立叶变换法  31-32
  3.9 小结  32-34
第四章二维不可分插值滤波器和抗混叠滤波器的设计  34-48
  4.1 引言  34-35
  4.2 二维不可分FIR 插值滤波器设计  35-40
  4.3 二维不可分抗混叠滤波器的设计  40-41
  4.4 滤波器的多相分解和实现结构  41-43
  4.5 采样率变换的多级实现  43-44
  4.6 仿真实验和评价  44-46
  4.7 本章小结  46-48
第五章仿真实验和评价结果  48-56
  5.1 实验流程和评价指标  48-49
  5.2 图像尺寸转换实例及评价结果  49-55
  5.3 小结  55-56
总结和工作展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-64
研究生在读期间的研究成果  64

基于二维不可分插值滤波器的图像尺寸转换方法

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