數(shù)碼相機(jī)中的圖像放大算法淺談

1、任務(wù)描述使用大綱視圖編寫論文的大綱，輸入和編輯論文正文；用樣式功能按要求修飾論文，插入頁(yè)碼，創(chuàng)建論文目錄，設(shè)計(jì)畢業(yè)論文的奇數(shù)頁(yè)的頁(yè)眉內(nèi)容為論文名稱，字體格式為“楷體、五號(hào)、居左”，偶數(shù)頁(yè)的頁(yè)眉內(nèi)容為班級(jí)和姓名，字體格式為“楷體、五號(hào)、居右”，完成的文件保存。結(jié)果參見(jiàn)圖數(shù)碼相機(jī)中的圖像放大算法淺談?dòng)?jì)算機(jī)專業(yè)990班 張一一摘要: 全球高新技術(shù)的飛速發(fā)展，極大的促進(jìn)了各項(xiàng)事業(yè)的進(jìn)步與提高，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已成為各領(lǐng)域迫切需要的技術(shù)，特別是數(shù)碼相機(jī)進(jìn)入千家萬(wàn)戶，對(duì)數(shù)碼相機(jī)的圖片處理技術(shù)越來(lái)越高，對(duì)放大處理技術(shù)迫在眉睫。關(guān)鍵詞：數(shù)碼相機(jī) 灰度值 插值A(chǔ)bstract: The rapid developm

2、ent of the high and new technology accelerates the enhancement of various enterprises.Computer graphics falls into the most urgent category needing developing. keyword: Digital cameraGray-scale Interpolation第1章 緒論1.1 課題背景 90年代崛起的數(shù)碼相機(jī)，是現(xiàn)代通信、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)、照相機(jī)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的產(chǎn)物。隨著電信、計(jì)算機(jī)的普及和家庭化，數(shù)碼相機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也日益廣泛。數(shù)碼相機(jī)具有一些傳統(tǒng)

3、相機(jī)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)：用傳統(tǒng)相機(jī)拍攝的圖像要進(jìn)行數(shù)字化處理，須經(jīng)過(guò)拍照、沖洗、掃描三個(gè)步驟，而用數(shù)碼相機(jī)攝影則無(wú)需膠卷，無(wú)需暗室，無(wú)需掃描儀，拍攝的圖像可直接輸入到計(jì)算機(jī)中，用戶可在計(jì)算機(jī)中對(duì)圖像進(jìn)行編輯、處理，在電腦或電視中顯示，通過(guò)打印機(jī)輸出或通過(guò)電子郵件傳給別人，大大提高了工作效率。1.2 本文工作 本文主要是分析現(xiàn)在常用的數(shù)碼變焦的算法，比較各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，以找到最適合的圖像縮放技術(shù)。由于圖像縮小一般不會(huì)太大損失圖像質(zhì)量，縮小后的圖像失真不明顯，所以以下的討論重點(diǎn)放在圖像放大上面。第2章 圖像放大技術(shù)2.1 相關(guān)概念 數(shù)碼相機(jī)雖然沿用了傳統(tǒng)拍攝中的用語(yǔ)，也由于成像原理的不同而有了一些

4、特殊的專用名詞，只有掌握了數(shù)字?jǐn)z影中的一些新的相關(guān)新概念才能了解數(shù)碼相機(jī)中的圖像軟件放大。下面簡(jiǎn)單介紹一些最基本的常識(shí)：位（Bit）Bit是計(jì)算機(jī)處理中最小的數(shù)據(jù)單位，顏色經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理后轉(zhuǎn)變?yōu)橛梢粋€(gè)個(gè)Bit組成的形態(tài)。“位深”用來(lái)描述圖像所包括的顏色數(shù)，數(shù)碼相機(jī)在采集紅、綠、藍(lán)光時(shí)每一種顏色深度是8位，總位深就是24位，而8位相當(dāng)于每種原色有256個(gè)層次，這樣三種顏色混合會(huì)有256*256*256種，即1.67億種顏色，又稱真彩色。分辨率（Resolution）在數(shù)字圖像中用來(lái)表示質(zhì)量的技術(shù)參數(shù)，也是劃分?jǐn)?shù)字相機(jī)成像檔次的一種標(biāo)準(zhǔn)，它以圖像橫向和縱向點(diǎn)的總數(shù)量來(lái)衡量圖像的細(xì)節(jié)，這些點(diǎn)我們稱之

5、為像素（Pixel）。2.2 圖像放大的有關(guān)技術(shù) 圖像放大技術(shù)有很多種，最一般的就是使用線性復(fù)制的方法對(duì)圖像進(jìn)行簡(jiǎn)單的比例變換，但這種方法常會(huì)引起比較嚴(yán)重的圖像走樣，使圖像將產(chǎn)生許多不規(guī)則邊緣和鋸齒。所以不宜采用這種方法。 在Photoshop中也采用了Genuine Fractals的技術(shù)，它不是直接的放大圖像,而是采用它自己的fractal壓縮算法將圖像壓縮成一種特殊的文件格式，當(dāng)你在重新打開(kāi)這壓縮文件的時(shí)候，你就可以選擇將圖像進(jìn)行fractal 放大。這種方法通常被用來(lái)放大使用數(shù)碼相機(jī)得到的低分辨率的圖像，它的最后顯示結(jié)果很大程度上取決于被放大的物體本身。所以對(duì)于有些圖像來(lái)說(shuō)，采用Gen

6、uine Fractals放大可能會(huì)取得比較好的效果，但也有很大可能會(huì)得到較差的結(jié)果，所以也不宜采用這種方法。2.3 插值算法簡(jiǎn)介 插值算法是應(yīng)用十分廣泛的一種方法。在數(shù)學(xué)分析中，往往用來(lái)描述一條平面曲線，但在實(shí)際問(wèn)題中，函數(shù)往往是用通過(guò)試驗(yàn)觀測(cè)得到的一組數(shù)據(jù)來(lái)給出的。插值的目的，就是根據(jù)給定的數(shù)據(jù)，尋找一個(gè)解析形式的函數(shù) ,近似地代替。插值算法會(huì)自動(dòng)選擇信息較好的像素作為增加的像素，而并非只使用臨近的像素，所以在放大圖像時(shí)，圖像看上去會(huì)比較平滑、干凈，但必須注意的是圖像信息已經(jīng)改變。但插值并不能增加圖像信息：一些照片中，有些人因?yàn)榫嚯x比較遠(yuǎn)，在照片上只有一個(gè)白點(diǎn)，但當(dāng)圖像插值放大時(shí)，這個(gè)人還是白點(diǎn)，只是比以前稍微大了些。 插值是數(shù)字圖像處理領(lǐng)域里一個(gè)很大的分支，最簡(jiǎn)單的就是最臨近插值法，有點(diǎn)實(shí)用價(jià)值的是雙線性插值法。由于圖像放大本質(zhì)上是“無(wú)中生有”的憑空“捏造”一些像素出來(lái)，所以對(duì)于插值算法的要求就更高了?，F(xiàn)在，在實(shí)際應(yīng)用中，都通過(guò)在雙線性插值的基礎(chǔ)上通過(guò)高階插值來(lái)修正的。 (1) 最鄰近插值（Nearest-Neighbor Interpolation）最簡(jiǎn)單的插值方法是所謂零階插值。它的思想方法很簡(jiǎn)單。對(duì)于通過(guò)反向變換得到的的一個(gè)浮點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)