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系統識別號 U0002-1807200605230000
中文論文名稱 網路傳輸失真影像區塊重建之研究
英文論文名稱 A study of multilayer reconstruction of missing blocks in image transmission
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 94
學期 2
出版年 95
研究生中文姓名 楊秉達
研究生英文姓名 Ping-Ta Yang
電子信箱 u7351313@tknet.tku.edu.tw
學號 691350051
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2006-06-20
論文頁數 66頁
口試委員 指導教授-謝景棠
委員-賴友仁
委員-施國琛
委員-許志旭
委員-陳俊忠
中文關鍵字 影像重建  小波 
英文關鍵字 image inpainting  image reconstruction  wavelet 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 在不良的網路環境下傳輸區塊編碼影像,容易造成影像區塊的遺失。為了不增加因重新傳輸資料造成網路的負荷且有效重建受損的影像,我們提出一個基於小波維度分析為基礎的即時影像重建技術。我們所提出的影像修補技術,先把影像依據周圍紋理的複雜度,分成平滑和非平滑兩類。若是破損區塊周圍為平滑的,則使用周圍完好像素的平均值修補破損像素。若是此破損區塊周圍為非平滑的,則在小波LL2區域中的破損區塊,利用候選窗與參考窗的均方差來找尋相似度最高的區塊作重建,而其餘頻帶的破損則根據水平垂直對角的紋理資訊來決定候選窗的範圍,並決定相似度最高的區塊,來修補其餘的頻帶。將修補完之所有係數做反小波合成,得到完成修補後之影像。我們使用不同程度破壞的影像作為測試影像,並且與其他的即時重建的演算法做比較,證實其有效性。
英文摘要 In the transmission of block-coded images , loss of a single bit often results in the loss of a whole block. Instead of using common retransmission query protocols , a reconstruction method based on multi-resolution analysis in wavelet domain is proposed. The first step in reconstruction is to classify missing image blocks into smooth and non-smooth ones. If the lost block is smooth , it is reconstructed using the available information surrounding it. If a block is classified as non-smooth one, the multi-resolution characteristics in the wavelet transform, from the lowest spatial-frequency layer to the higher one, to analyze the image progressively from global-area to local-area. The proposed algorithm makes use of the wavelet-domain information of not only neighboring regions , but also remote regions within the image. The performance of this method is tested for the test images.The experiment as results show that the proposed algorithm can provide high quality reconstruction of images.
論文目次 目錄
圖目錄...................................................V
表目錄...................................................VIII
第一章 序論
1.1 簡介和研究動機..........................................1
1.2 論文架構................................................3
第二章 理論依據與相關研究
2.1 小波理論分析............................................5
2.1.1 基於小波分析的重建影像區塊方法.....................9
2.2 最佳鄰近區域比對法(BNM)................................13
第三章 基於小波分析的區塊遺失重建方法
3.1 本文所提出重建方法......................................15
3.2 破損區塊分類............................................18
3.2.1 平滑區域...........................................21
3.2.2 根據小波不同頻帶修補非平滑區域.....................22
3.2.2.1 小波低頻區域之修補...........................22
3.2.2.2 小波次頻帶區域之修補.........................25

第四章 系統評估
4.1 系統架構...............................................27
4.2 不連續失真影像區塊重建測試.............................29
4.3 連續失真影像區塊重建測試...............................49
4.4 16X16失真影像區塊重建測試..............................57

第五章 結論與展望
5.1 結論....................................................63
5.2 未來研究方向............................................64
參考文獻....................................................65
圖目錄
圖1.1(a)原始影像(b)傳輸後有損毀的影像.......................1
圖2.1雙頻帶分析濾波器.......................................6
圖2.2小波係數之階層關係.....................................6
圖2.3二階小波轉換示意圖.....................................7
圖2.4小波合成...............................................8
圖2.5三階小波轉換示意圖.....................................9
圖2.6四種垂直邊緣可能的情況................................10
圖2.7定義周圍區塊..........................................10
圖2.8式2.4中像素位置......................................11
圖2.9小波V2頻帶的垂直邊緣重建.............................12
圖2.10最近鄰近區域比對法...................................13
圖3.1本文提出的演算法流程圖................................17
圖3.2二階小波頻帶示意圖…..................................18
圖3.3計算周圍像素的紋理複雜度..............................20
圖3.4利用周圍像素重建平滑區域..............................21
圖3.5比較候選窗紋理特徵....................................23
圖3.6修補低頻遺失資訊......................................24
圖3.7修補高頻遺失資訊......................................26
圖4.1Barb圖................................................29
圖4.2Baboon圖..............................................30
圖4.3Goldhill圖............................................30
圖4.4Lena圖................................................31
圖4.5破損率2.5%的Barb圖...................................31
圖4.6破損率5%的Barb圖.....................................32
圖4.7破損率7.5%的Barb圖...................................32
圖4.8破損率10%的Barb圖....................................33
圖4.9破損率12.5%的Barb圖..................................33
圖4.10破損率15%的Barb圖...................................34
圖4.11破損率10%的Baboon圖.................................34
圖4.12 Barb圖重建前後的PSNR值..............................35
圖4.13破損率2.5%Barb圖重建後的結果........................36
圖4.14破損率5%Barb圖重建後的結果…........................36
圖4.15破損率10%Barb圖重建後的結果.........................37
圖4.16 破損率10%Baboon圖八鄰域直接重建後的結果............38
圖4.17 (a)重建前的Barb圖的細節
(b)破損率10%Baboon圖重建後的結果
(c)使用本文所提演算法重建後的結果...................38
圖4.18破損率10%Barb圖使用BNM方法重建後的結果.............39
圖4.19破損率10%Lena圖.....................................40
圖4.20破損率10%Lena圖使用八鄰域直接重建後的結果...........41
圖4.21破損率10%Lena圖本文演算法重建後的結果...............41
圖4.22Lena圖各演算法重建後的PSNR值........................42
圖4.23Goldhill圖使用WDR方法重建後的結果...................44
圖4.24破損率10%Goldhill圖本文演算法重建後的結果...........44
圖4.25Goldhill圖各演算法重建後的PSNR值....................45
圖4.26破損率10%的Baboon圖使用八鄰域方法重建後的結果.......46
圖4.27(a)破損率10%的Baboon圖(b)本文重建後的結果...........47
圖4.28Baboon圖各演算法重建後的PSNR值......................48
圖4.29 連續破損區塊的各破損率Barb測試影像
(a)破損率2.5%(b) 破損率5%(c) 破損率7.5%
(d) 破損率10% (e) 破損率12.5% (f) 破損率15%........49
圖4.30 連續破損Barb圖重建後的結果(a)破損率5%(b)破損率10%..51
圖4.31連續破損10%Barb圖細節(a)重建前(b)重建後(c)原圖......51
圖4.32連續破損Lena圖重建後的結果
(a)破損率10%(b)重建後的結果.........................53
圖4.33連續破損Lena圖細節(a)重建前(b)重建後(c)原圖.........53
圖4.34連續破損Goldhill圖重建後的結果
(a)破損率10%(b)重建後的結果.........................54
圖4.35連續破損Baboon圖重建後的結果
(a)破損率10%(b)重建後的結果.........................55

圖4.36連續破損Baboon圖細節(a)重建前(b)重建後(c)原圖.......55
圖4.37 16X16破損區塊的各破損率Barb測試影像
(a)破損率2.5%(b) 破損率5%(c) 破損率7.5%
(d) 破損率10% (e) 破損率12.5% (f) 破損率15%........58
圖4.38 16X16破損區塊的Barb圖重建結果
(a)破損率5%(b) 破損率10%.............................58
圖4.39 16X16破損的Barb圖細節(a)原圖(b)重建前(c)重建後.....59
圖4.40 16X16破損區塊 破損率10%的Lena圖重建結果
(a)重建前(b)重建後..................................60
圖4.41 16X16破損區塊 破損率10%的Goldhill圖重建結果
(a)重建前(b)重建後..................................61
圖4.42 16X16破損區塊 破損率10%的Baboon圖重建結果
(a)重建前(b)重建後..................................61
圖5.1(a)原圖破損區域(b)直接修補的結果(c)本文重建的結果.....64
表目錄
表4.1不同破損率的Barb影像修補的結果(單位dB)...............37
表4.2不同破損率的Lena影像修補的結果(單位dB)................40
表4.3不同破損率的Goldhill影像修補的結果(單位dB)............43
表4.4不同破損率的Baboon影像修補的結果(單位dB)..............46
表4.5不同破損率的Barb影像修補的結果(單位dB)...............50
表4.6不同破損率的Lena影像修補的結果(單位dB)...............52
表4.7不同破損率的Goldhill影像修補的結果(單位dB)............54
表4.8不同破損率的Baboon影像修補的結果(單位dB)..............56
表4.9不同破損率的Barb影像修補的結果(單位dB) ................57
表4.10不同破損率的Lena影像修補的結果(單位dB)...............59
表4.11不同破損率的Goldhill影像修補的結果(單位dB)..........60
表4.12不同破損率的Baboon影像修補的結果(單位dB).............62




參考文獻 參考文獻
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