毕业论文--数字图像缩放技术研究.doc

数字图像缩放技术研究 章毓晋，《图像处理与分析》，清华大学出版社 2004年7月 [日]田村秀行 著，《计算机图像处理》，科学出版社 2004年6月 闫敬文，《数字图像处理技术与图像图形学基本教程》，科学出版社 2002年6月 孙兆林，《MATLAB6.X数字图像处理》，清华大学出版社2002年5月 陈贵明，张明照等，《应用MATLAB语言处理数字信号与数字图像》，科学出版社 2000年1月 张志涌，《精通MATLAB6.5》， 北航电子版，2002年12月 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 绪 论 1 1.1 什么是数字电视 1 1.2 数字电视的视频格式特点 1 1.3 研究意义和论文内容安排 2 第二章 数字图像处理理论基础 3 2.1 数学插值介绍 3 2.1.1 生产实践上的插值问题 3 2.1.2 数学上常见的插值类型 3 2.2 数字图像（image）数字图像处理基本知识介绍 3 2.2.1 什么是数字图像 3 2.2.2 数字图像在计算机内的处理 3 2.2.3 数字图像处理概述 3 2.2.4 数字图像文件格式 3 2.3 MATLAB基本知识介绍 3 2.3.1 MATLAB概述 3 2.3.2 MATLAB的特点 3 2.3.3 MATLAB的主要功能 3 2.3.4 MATLAB在图象处理中的应用 3 第三章 传统数字图像缩放技术 3 3.1 数字图像缩放技术概述 3 3.1.1 什么是数字图像缩放 3 3.1.2 数字图像缩放的算法概述 3 3.2 传统的数字图像缩放技术 3 3.2.1最近邻插值（Nearest Neighbor Interpolation） 3 3.2.2双线性插值（Bilinear Interpolation） 3 3.2.3 双三次插值（Bicubic Interpolation） 3 第四章 当今主流数字图像缩放技术的算法 3 4.1 基于近临插值与邻域取平均的图像缩小算法 3 4.1.1问题引入 3 4.1.2 算法实现 3 4.1.3 算法评价 3 4.2 基于Ferguson曲面插值的图像缩放方法 3 4.2.1 问题引入 3 4.2.2 算法实现 3 4.2.3 算法评价 3 4.3 带系数自适应插值算法及其改进 3 4.3.1 问题引出 3 4.3.2 数学推导与算法实现 3 4.4 基于数字图像边缘提取的插值算法 3 4.4.1 问题引入 3 4.4.2 图像定向插值的一般实现方法 3 4.4.3 图像定向插值的简化算法 3 4.4.4 算法评价 3 4.5 基于多帧图像融合的提高图像分辨率的方法 3 4.5.1 引言 3 4.5.2 提高分辨率图像融合的关键技术 3 4.5.3 基于共轭梯度算法的图像融合 3 第五章 缩放算法处理结果及比较 3 5.1 概述 3 5.2 传统图像缩放算法处理结果 3 5.3 基于近邻插值与邻域取平均的图像缩小算法性能分析 3 5.4 基于Ferguson曲面插值的图像缩放方法分析 3 5.5 带系数自适应插值算法及其改进分析 3 5.6 基于数字图像边缘提取的插值算法分析 3 第六章 总 结 3 6.1 论文总结 3 6.2 数字图象缩放技术展望 3 致 谢 3 参考文献 3 毕业设计小结 3 摘 要 本文先对当今数字电视的视频格式特点做了一个总结，以数字电视的视频格式变换为基础，引出了数字图像缩放这一很重要的技术。接着在数学上从生产实践上遇到的插值问题出发，对插值技术做了一个必要的介绍，指明了目前数学的常见的插值类型。为了对算法进行实现，性能与运算量做一个分析，引入了MATLAB这个功能强大的数学运算软件，对其功能、用途以及在数字图像处理上常用的函数做了介绍。 数字图像缩放技术主要基于插值算法。本文在介绍插值算法时首先介绍了最近邻插值、双线性插值和双三次差值三种传统插值算法，并从数学形态上分析其插值核函数引起的计算量和处理效果的不同。在此基础上研究了当今比较流行的几种缩放算法，指出它们均是在传统算法上的改进算法。然后对三种传统算法和四种改进算法编写MATLAB程序进行了数据实验，对四种改进算法分别进行必要的运算量与性能分析，并进行对比。最后，对文中所述插值算法做了总结。 关键词：图像缩放，插值技术，分辨率变换，数字电视，图像处理 ABSTRACT This paper researches on image scaling technology in HDTV. Firstly, popular HDTV video formats and interpolation algorithms are summarized briefly. Then, MATLAB, a powerful mathem