摘要:图像重建一直是图像领域的一个重要研究方向,当前图像重建方法无法获得高精度的重建结果,存在图像重建错误大,时间长等不足,为了获得更加理想的图像重建结果,提出了基于虚拟现实技术的图像重建方法。首先分析当前图像重建的国内外研究进展,找到不同图像重建方法的局限性,然后采集原始图像,引入虚拟现实技术对原始图像进行增强处理,然后提取图像重建特征,并采用支持向量机根据特征进行图像重建,并与其他图像重建方法进行了对比实验,结果表明,该图像重建精度超过了95%,图像重建时间控制在3秒以内,不仅可以满足图像在线重建要求,而且图像重建综合性能要明显优于对比方法,为图像后续处理打下了良好的基础,具有十分重要的实际应用价值。
关键词:图像质量;虚拟现实技术;提取特征;支持向量机;原始图像;重建精度
0引言
随着人们生活水平的不断提高,人们拍照的频率不断提升,同时由于智能手机、多媒体技术、图像处理技术的不断融合,每天会产生大量的图像,图像在视频监控、医学诊疗等领域得到了广泛、成功的应用[1-3]。在图像的实际应用中,由于成像设备自身条件的限制,以及外界环境的影响,得到图像有时不太理想,如清晰度不够,边缘不连续,分辨率低等,这样会影响图像的实际应用价值。图像重建可以从低分辨的图像得到高分辨率的图像,因此成为当前研究的热点[4-6]。
相关期刊推荐:《微型电脑应用》(月刊)创刊于1986年,是由上海市微型电脑应用学会主办,上海交通大学等单位协办,并经国家科技部和国家新闻出版署正式批准的计算机应用科技期刊。设有:专题、研究与设计、开发应用、技术交流、学习园地等栏目。
针对图像重建问题,国内外学者进行了大量、深入研究,尤其是一些发达国家,图像重建研究的历史长,图像重建技术相当的成熟,而国内对图像重建的研究历史比较短,但是由于近年来投入的人才、财力比较大,图像重建发展速度快,也出现许多效果良好的图像重建方法[7-9]。当前图像重建技术可以划分为两类,一类是基于硬件的图像重建技术,该类技术图像重建质量好,并且图像重建速度快,但是图像重建的成本相当高,无法大面积推广,而基于软件的图像重建技术由于成本低,成为当前主要的图像重建研究方向[10]。如基于双线性插值的图像重建方法,基于超分辨率的图像重建方法,神经网络的图像重建方法,基于马尔科夫随机场模型的图像重建方法,基于邻域嵌入方法的图像重建方法等[11-13],但是这些方法在实际中,都存在各自的缺陷和不足,如无法获得高精度的重建结果,存在图像重建错误大,时间长等不足,图像重建有待进一步研究[14-15]。
为了获得更加理想的图像重建结果,提出了基于虚拟现实技术的图像重建方法。首先采集原始图像,采用虚拟现实技术对图像进行处理,提高图像的信噪比,然后提取图像重建的特征,支持向量机根据特征进行图像重建,并与其他图像重建方法进行了对比实验,结果表明,本文方法的图像重建精度和重建效率均优于其他方法,有利于后续的图像处理研究。
1基于虚拟现实技术的图像重建方法
1.1虚拟现实技术对图像进行增强处理
由于采集的原始图像的清晰度不够,因此本文引入了虚拟现实技术中的滤波技术对原始图像进行处理,具体思想为:首先对原始图像进行低通滤波操作,可以对一些无用的信息进行去除,如噪声等,这样提高了图像质量,保留了边缘和细节,然后采用形态学滤波对去噪后的图像进行增强处理,提高图像的清晰度,便于后续图像特征提取操作,最终提升图像重建精度。
2仿真实验
2.1实验环境
为了分析基于虚拟现实技术的图像重建方法的性能,对其进行仿真实验,采用实验环境,如表1所示。
2.2实验图像
为增强虚拟现实技术的图像重建结果的说服力,选择女孩、花作为研究对象进行仿真测试,如图1所示。
2.3实验结果分析
2.3.1图像重建结果对比采用两种方法对图1中的图像进行重建,得出重建图像,如图2、图3所示。
对图2和图3的图像重建实验结果进行对比和分析可以发现,对比方法重建模图像的轮廓不清楚、模糊,并且图像边缘不连续、不光滑,有明显的瑕疵点,图像重建效果不理想,而本文方法的重建模图像的轮廓十分清晰,获得了比对方法更优的图像重建结果,这主要是本文方法引入了虚拟现实技术对图像进行了预处理,有利于后续的图像重建。
2.3.2图像重建后的信噪比对比
为了更好地对图像重建结果进行评价,选择信噪比对图像重建结果进行分析,统计两种方法的2类图像重建后的信噪比,如表2所示。
从图2可以看出,相对于对比方法,本文方法重建后图像信噪比更高,丰富了图像信息,重建后图像的质量更高。
2.3.3图像重建精度
为了进一步分析虚拟现实技术的重建图像的质量,统计本文方法、对比方法图像重建精度和时间,如图4、图5所示。
从图4、图5的图像重建实验结果可以看出,在重建图像精度方面,本文方法重建图像的精度最高在98%左右,高于对比方法的精度;此外对比重建图像所用的时间,本文方法所用时间明显短于对比方法,加快了重建图像速度,可以满足海量图像重建的实时性要求,实际应用范围更加广泛。
3总结
为了提高图像重建精度,提出了基于虚拟现实技术的图像重建方法,通过引入虚拟现实技术提取图像重建特征,采用支持向量机拟合图像特征之间的映射实现图像重建,对比测试结果表明,本文方法的图像重建精度高,重建时间短,图像重建综合性能要明显优于对比方法,获得了理想的图像结果。——论文作者:王云江
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