CFA图像实时插值在FPGA上的应用

彩色滤波阵列(CFA)格式的图像需要进行图像插值,才能获得全彩色图像。但是,对CFA图像进行色彩还原选用算法越复杂,插值产生的图像质量越高,但复杂的算法,较长的处理时间不便于硬件实现,为实时处理带来不便。文章介绍了双线性插值法和边缘定向插值法两种色彩还原算法,并用硬件平台FPGA实现了双线性插值方法和基于边缘定向的方法,并用黑白条纹图对两种还原方法进行了比较分析,基于边缘定向的插值方法考虑了边缘的方向,防止跨越边界插值,因此插值效果优于双线性插值法,虽然算法复杂一些,但是合理设计FPGA的缓存模块,采用并行流水的处理方式,完全满足工程对实时性的要求。

一种边缘梯度插值的感兴趣区域池化算法

针对现有主流的目标检测算法存在检测精确率低、图像边缘区域分割不全等问题,提出一种基于Mask RCNN模型的感兴趣区域池化算法.首先,通过Otsu阈值分割法将感兴趣区域特征图划分为边缘区域和非边缘区域;其次,对边缘区域使用边缘梯度插值算法进行插值,对非边缘区域使用双线性插值算法进行插值,从而将离散的特征图映射到一个连续空间中;再次,将插值后的特征图均匀分割成k×k个单元;最后,对每个单元利用二重积分求均值以完成池化操作.对比实验结果表明,该算法基于Mask RCNN模型在数据集COCO(2014)上比现有算法的检测精确率有一定提升,对图像边缘区域的细节分割效果较好.

基于CFA模式的一种改进型双线性图像插值算法

本文介绍了图像传感器常用的CFA模式原理,针对该图像模式常用插值算法的缺陷,提出了一种基于图像相关性和简单边缘检测的改进型双线性插值算法。该算法具有算法简单,插值效果好,节约处理器指令周期等特点,可用于带有图像传感器的嵌入式系统中。

边缘梯度协方差引导的甲骨文字修复算法

针对现有甲骨卜辞文字修复方法无法有效处理甲骨文字边缘的突起状毛刺、锯齿效应和笔划断裂等不足,提出一种边缘梯度协方差引导的甲骨文字修复算法.首先,将待处理的甲骨拓片图像进行对比度增强、形态学操作和连通域分析,提取出甲骨文字的候选修复区域;其次,利用边缘梯度的自相关矩阵计算文字边缘的局部曲率和灰度变化率,将其划分为平滑区域和笔划拐点/角点区域;最后,采用线性插值方法重构平滑区域,而利用局部梯度协方差和最小均方误差法计算最优的线性插值权重,实现拐点/角点区域的边缘定向插值重构.实验结果表明,该算法能够保持甲骨卜辞文字的原始字形特点,抑制字迹断裂、突起状毛刺、边缘锯齿效应和边缘特征退化的现象,获得边缘质量较高的甲骨文字.

Research and Application of Log Defect Detection and Visualization System Based on Dry Coupling Ultrasonic Method

In order to optimize the wood internal quality detection and evaluation system and improve the comprehensive utilization rate of wood,this paper invented a set of log internal defect detection and visualization system by using the ultrasonic dry coupling agent method.The detection and visualization analysis of internal log defects were realized through log specimen test.The main conclusions show that the accuracy,reliability and practicability of the system for detecting the internal defects of log specimens have been effectively verified.The system can make the edge of the detected image smooth by interpolation algorithm,and the edge detection algorithm can be used to detect and reflect the location of internal defects of logs accurately.The content mentioned above has good application value for meeting the requirement of increasing demand for wood resources and improving the automation level of wood nondestructive testing instruments.

一种边缘梯度插值的双分支deeplabv3+语义分割模型

针对deeplabv3+解码器采用双线性插值的单一分支结构易导致图像的高频分量损失、语义分割精度不高的问题,采用索伯(Sobel)算子计算各像素点沿不同方向的边缘梯度值并结合双三次插值算法,提出一种边缘梯度插值方法;在此基础上,对1/8输入图像与编码器输出采用边缘梯度2倍上插值再经特征融合和边缘梯度2倍上插值操作,并与1/4输入图像经特征融合后再进行边缘梯度4倍上插值操作,从而提出一种边缘梯度插值的双分支deeplabv3+意义分割模型。对比实验结果表明,本文方法在VOC2012数据集上较原分割模型平均交并比指标有2.2%的提升,且对图像边缘细节分割有较好的视觉效果。

一种基于边缘方向的双线性插值方法

针对传统的双线性插值存在的图像边缘模糊问题,本文提出一种改进方法。首先根据插值点的几何位置及邻点的灰度大小,确定插值点灰度的梯度方向和边缘方向,然后沿边缘方向进行双线性插值。该方法可实现沿任意边缘方向的插值,并且计算简单。实验结果表明,该方法与传统的双线性插值法相比,插值图像的平均梯度增加而均方误差减小,有效地提高了插值图像的质量。

基于边缘保护的红外图像插值放大算法

基于目前国内外红外焦平面阵列探测器分辨力低,红外图像边缘模糊等现状,为了获得高分辨力、高质量的红外图像,提出了一种新的基于边缘保护的红外图像插值放大算法。该算法首先对原图像进行边缘提取,并将提取的边缘像素灰度值进行直接放大映射,然后沿着边缘方向进行放大边缘的插值,在此基础上进行图像缓变区域的双线性插值放大而完成全部图像的放大。该算法在保存图像边缘细节的基础上进行平滑的放大,获得了较好的图像质量。

基于边缘最大梯度的多方向优化插值算法

提出一种在传统插值图像基础上,对高分辨率图像进行边缘检测算法。该算法处理RGB彩色图像时。先进行色融合,再检测;然后根据边缘多方向梯度特征,对边缘邻接像素点作优化处理。在多倍插值放大时,采用小步长倍率递进方式。实验结果表明,算法模型简单易于实现,消除了传统图像插值算法边缘锯齿和模糊,保持了图像边缘细节和纹理特征,对彩色图像视觉效果更为明显。

基于小波的方向自适应图像插值

图像插值是图像处理的一项重要技术,经典的插值算法会产生细节模糊和边缘锯齿现象。该文提出一种基于小波的方向自适应图像插值方法,将小波变换思想和局部方向自适应插值方法结合。为了获得清晰的细节部分,对图像实施改进的方向自适应双线性插值;结合小波方法,提高插值图像的高频细节信息,并进行相关后处理,增强视觉效果。实验结果表明,该文方法插值后的图像边缘清晰光滑,有效抑制了边缘模糊和锯齿现象,相比较传统方法,插值图像的客观质量和视觉效果都得到明显增强,更加适合人眼视觉系统。

一种边缘定向平滑图像插值算法

针对传统图像放大算法边缘处理效果较差,自适应图像插值方法存在高计算复杂度的问题,该文提出一种有效增强图像边缘轮廓的插值放大算法。该算法结合边缘定向平滑滤波器和双线性插值的特点,使得图像在平坦和非平坦区域均能取得理想效果。仿真测试结果表明,与基于统计特征的自适应插值算法相比,该文提出算法能显著提高插值速度,平均运行时间降低8.33 s;与双三次插值算法相比,图像峰值信噪比平均增加0.30 dB。

基于联合双边滤波的深度图像增强算法

主动光设备是目前获取深度图的主要方法,被广泛应用于导航、人机交互、增强现实等领域。但主动光设备存在分辨率低、空洞、边缘不匹配等问题。为此,提出一种基于联合双边滤波的深度图像增强算法。采用基于深度的前景分割方法,找出深度图与彩色图边缘不匹配像素集合,利用基于联合双边滤波的插值算法对空洞进行填充。为更好保持边缘细节,增加引导深度相似项与梯度域项的方法进行插值。实验结果表明,该算法比已有方法的最小均方误差平均减少约13%,具有更好的保持边缘效果。

基于边缘信息改进的双线性插值算法

针对传统双线性插值算法插值时未考虑图像边缘信息,致使放大后图像出现模糊效应的特点,提出基于边缘信息的插值算法。该算法利用边缘检测及自适应门限划分出原始图像中的"边缘点"及"非边缘点",引入"灰度补偿"参数增加了边缘邻接插值点与非边缘邻接插值点间的灰度差,利用边缘点的"边缘方向"特性,判定待插值点是否位于放大图像的边缘上,对位于边缘上的待插值点利用边缘信息插值,恢复了使用传统双线性插值时断裂的边缘。大量的仿真实验证明该算法在一定程度上抑制了放大后图像边缘模糊的效应,改善了放大图像的视觉效果。

一种边缘保护的灰度图像插值算法

提出一种边缘保护的灰度图像插值算法,目的在于从低分辨率图像中复原出高分辨率的图像。首先对低分辨率图像做双线性插值放大,然后用一个二维非线性滤波器做迭代滤波处理,从而得到高质量的插值放大图像。实验仿真结果表明,该算法在插值放大图像的边缘保护方面取得了良好的效果。

基于预测梯度的图像插值算法

提出一种新的非线性图像插值算法,称为基于预测梯度的图像插值(Image interpolation with predicted gradients,PGI).首先沿用现有的边缘对比度引导的图像插值(Contrast-guided image interpolation,CGI)算法思想对低分辨率图像中的边缘进行扩散处理,然后预测高分辨率图像中未知像素的性质,最后对边缘像素采用一维有方向的插值,对非边缘像素采用二维无方向的插值.与通常的非线性图像插值算法相比,新算法对图像边缘信息的理解更为完善.与CGI算法相比,由于梯度预测策略的使用,PGI算法能够更有效地确定未知像素的相关性质(是否为边缘像素,以及是边缘像素时其边缘方向).实验结果表明,PGI算法无论在视觉效果还是客观性测评指标方面均优于现有的图像插值算法.此外,在对彩色图像进行插值时,本文将通常的RGB颜色空间转化为Lab颜色空间,不仅减少了伪彩色的生成,而且降低了算法的时间复杂度.

双线性插值图像放大算法优化及硬件实现

提出了一种基于双线性插值图像放大的优化算法,在算法中加入轮廓增强处理,保留了图像边缘的高频信息,改善了双线性插值算法引起的边缘模糊问题。改进后的双线性插值放大算法处理速度快,硬件实现简单,且有较好的图像质量。实验表明,该算法适合于对图像进行实时放大处理。

基于FPGA的边缘自适应图像缩放算法

为能够在现场可编程门阵列(FPGA)硬件平台上实现高速高质的图像缩放,提出一种基于FPGA的边缘自适应图像缩放算法。在非边缘区域采用双线性插值算法,在边缘区域使用具有方向性的改进三次插值算法,设计算法的硬件结构和运算逻辑结构,并用Verilog语言进行描述,给出目标代码。实验结果表明,该算法可以获得边缘清晰的缩放图像,且算法的复杂度低,放大2.5倍后图像的峰值信噪比为40.76 dB。

基于梯度的快速图像插值算法

为解决传统插值算法效果不佳而新发展的边缘方向插值算法计算量大的问题,提出了一种基于梯度检测边缘的快速图像插值算法。该算法通过在原图像每一个3×3邻域内计算二阶梯度,检测边缘是否存在:若存在边缘,则计算一阶梯度判断边缘强弱并自适应得到权值因子,然后进行带权的线性插值;若不存在边缘,则在此邻域内进行双线性插值。实验结果表明,此算法不仅使插值后图像具备整体清晰性和边缘平滑性,有效保持了图像的主观视觉质量,而且相比现有同等效果的插值算法,运算时间至少能降低20%,尤其适用于嵌入式设备图像放大的应用。

基于双线性内插的图像处理算法及其优化

双线性内插放大算法在平滑图像的同时会使边缘模糊。针对此问题,提出一种基于双线性内插的增强图像轮廓优化算法,使用高通滤波器让高频分量通过,实现边缘细节锐化,提高图像轮廓清晰度。实验分析,优化算法更适于数字图像实时放大处理。

利用信号相关对BAYER格式图像色彩复原

目前将单CCD采集的BAYER CFA格式图像进行色彩复原有两种通用方法:双线性插值和边缘检测.为了降低这两种方法在图像边缘引进错误颜色的数量,根据RGB彩色图像中R、G、B三个色彩通道的高度相关的特性:即在5×5像素的小区域内认为绿色减红色以及绿色减兰色为常数,提出了利用信号相关对BAYER格式图像彩色复原的方法,并通过SNR(信噪比)和NCD(归一化彩色差异规范)两种评估方法进行检测.从实验结果可以看出文中提出的方法相对于通用方法提高了图像的信噪比,锐化了图像的边缘,减少了图像高频信息的错误像素的数量,提高视觉质量.