基于嵌入式的Seam Carving研究和实现

作     者：李波 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：苏杨

授予年度：2013年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：Seam Carving 图像缩放 内容感知 Android 

摘      要：随着计算机技术,移动通信和互联网等技术高速的发展,各种各样的电子消费产品层出不穷。当图像在这些设备上显示时,传统的缩放算法不能适应设备分辨率的多样性。 嵌入式环境下图像缩放主要使用基于插值的缩放算法,但是此缩放算法不能保护图像中的重要内容,影响图像缩放的效果。为此引入Seam Carving算法,并对其进行改进,最后在嵌入式平台上对其实现。具体工作如下： (1)分析研究了基于插值和基于内容的图像缩放算法,比较了双立方插值,Image Warping和Seam Carving三种算法,实验结果表明,针对嵌入式环境,Seam Carving表现更佳优异。 (2)针对图像中重要内容扭曲的问题,从三个方面展开对Seam Carving算法改进的工作：1)结合显著能量,突出图像的重要内容;2)通过基于能量图的查找方式减少像素线穿越图像中重要内容的次数,保护图像重要内容不被扭曲;3)结合双线性插值减少抽取像素线的数目,避免图像内容过度抽取,造成图像缩放失真。实验结果表明,改进算法能够更好的保护图像中的重要内容、提高图像缩放的质量,并提升Seam Carving算法的执行效率。 (3)针对嵌入式系统存在资源有限,运算速度相对较慢的特性,从四个方面进行优化：1)将浮点运算转化为定点运算,减少处理器资源的开销;2)优化图像能量求取过程,大幅度降低梯度能量的计算次数;3)优化累聚能量求取过程,提升累聚能计算效率;4)通过运算并行化提升运行速度。提出在Android平台上的设计方案,并进行详细设计。通过测试和实验,验证了程序的可靠性和实用性。