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第
24
卷第
1
期
2011
年
1
月
传感技术学报
Vo
l.
24
No. 1
Jan.2011
CHINESE
JOURNAL
OF
SENSORS
AND
ACTUATORS
Using Improved Bilinear Interpolation and Contourlet Transformation
to Zoom Images for Super-Resolution
*
CAI
Nian
*,
ZHANG
H
,
αiyuα
n
,
ZHANG
N
α
n
(
S
c.
仙
ο
1
of
b
咖
mation
E
晤时
ering
,
Guangdong University
of
Technology , Guangzhou
510006
, China )
Abstract:
In order to
prese
凹
e
the basic infonnation of CCD images and to improve their visual effect and space res-
olution
,a novel image zooming algorithm is proposed by using improved bilinear interpolation
and
Contourlet trans-
fonnation. The proposed algorithm incorporates the error-amended part into the bilinear interpolation algorithm.
Directions of the interpolation points are detennined by the Sobel operator
, then we get a
preliminarγzoomed
image.
High-frequency components are got by a Contourlet transfonnation
, and low-frequency components are replaced by
the enhanced amplitude of the original image. A high-resolution image is achieved by inverse Contourlet
transfonnation.
Th
e experimental results indicate that , compared with traditional image zooming algorithms , this
algorithm can get clearer and sharper edges due to considerations of global pixels correlation of the original image.
Key
words:
image zooming; super-resolution ; Contourlet transfonnation; error-amended sharp edge scheme
EEACC
,
6140E
doi
:10.
3969/j.
issn.1004-1699.
2011.
01.
013
基于
Contourlet
的改进双线性插值图像超分辨率算法*
蔡念\张海员,张楠
(广东工业大学信息工程学院,广州
I
510006)
摘
要:为了尽可能的保持
CCD
图像的基本信息,提高图像的视觉效果和空间分辨率,提出一种基于
Contourlet
与改进双线
性插值算法的图像放大算法。新算法增加双线性插值的误差补偿项;利用
Sobel
算子设定插值点的边缘方向,得到初始放大
图像;利用
Contoùrlet
提取高频成份,原始图像幅值增强充当低频部分,再经过
Contourlet
逆变换得到高分辨率图像。实验结果
表明,相对于传统的图像放大算法,新算法考虑到全局相关性,得到更加清晰的边缘信息。
关键词:图像放大;超分辨;
Còntourlet
变换;误差补偿
中图分类号:
TP391
文献标识码
:A
在国防军事方面,人们一直想得到高分辨率的
CCD
。但是,为获得高空间分辨率的
CCD
图像,直
接的方法有增大光学系统焦距、缩小
CCD
阵元宽
度。前者会增加光学器件的制造难度与生产费用。
后者会增加噪声,减小灵敏度,使得
CCD
感光度降
低、同时该方法也受到制作工艺及量子效率等因素
的制约。图像插值是在不改变信息采集物理系统的
前提下,利用已经获得的低分辨图像获得高分辨率
的图像。图像插值在遥感卫星,气象,医学成像,电
影制作,军事等方面有着广泛的应用
[I]
,图像插值
放大可以增加数据量,但不能增加信息量,图像放大
技术只是为了改善图像细节部分和空间分辨率
[2]O
文章编号
:1004-1699(2011)01-0059-06
传统的插值方式有最近邻点插值,双线性插值,
和双三次插值等
[3-4]
,这些方法均能实现图像的放
大,但不能很好地抓住图像的边缘,亦未能考虑到图
像的边缘与纹理方向,使得插值后的图像边缘模糊,
有明显的锯齿现象,影响视觉效果。为了得到更好
的边缘信息和纹理特性,
Li
等
[5]
提出以边缘为方向
( N
ew
Edge-Directed Interpolation ,
NEDI)
,利用领域
统计和边界信息进行插值;
Cha
[6]
提出一种基于双
线性插值误差补偿
(Edge-Amended
Sha
甲
Edge
,
EASE)
的图像放大技术,该算法具有各向异性,边缘
自适应性,利用插值点周围多点计算高分辨图像的
像素点,对双线性插值进行误差补偿,在边缘保护方
项目来源:国防叨
3
项目资助
(51323
但由
03-2)
;国家自然科学基金资助
(61
∞
1179
,
3
倒刀
121)
;广东省自然科学基金资助
(07301
臼
8)
收稿日期
:20lO-07-04
修改日期
:2010-08-29