基于相似性約束的視頻超分辨率重建研究.pdf

1、數(shù)字圖像單位面積上像素的個數(shù)決定了其分辨率的高低，高分辨率圖像能夠提供更豐富的圖像細節(jié)信息。超分辨率重建是指對同一場景中的一幅或多幅低分辨率圖像進行處理獲得一幅高分辨率圖像的過程。隨著圖像處理技術的發(fā)展，超分辨率重建在醫(yī)學成像、視頻傳輸、視頻監(jiān)控等領域具有廣泛的應用前景。
　　本文簡要介紹了超分辨率重建的基礎理論知識，包括圖像成像、觀測模型、圖像質量評價指標，以及超分辨率重建的一般方法。然后著重從單幀和多幀超分辨率重建兩個方向進行

2、了研究，包括了三種單幀重建算法和一種多幀重建算法，其主要工作如下：
　　1、在研究了文獻[20]利用非局部相似性的圖像超分辨率重建算法基礎上，通過實驗和理論分析驗證了該算法存在的問題，提出了一種基于結構相似性約束的殘差后處理單幀重建算法，對迭代反饋投影(IBP)輸出圖像進行間接后處理，取得了比文獻[20]更好的重建效果。
　　2、研究了 IBP超分辨率重建算法存在的問題，提出了一種基于梯度導向約束的IBP單幀重建算法。由于沿

3、圖像邊緣的像素具有更高的相似性，所以該算法結合梯度導向和雙立方，引入了梯度導向插值，替換IBP迭代過程中的雙立方插值。這樣可以改變原來的各向同性反饋為自適應反饋，實驗結果表明該算法不僅可以解決原始IBP算法存在的問題，還可以實現(xiàn)較快的處理速度。
　　3、分析了雙邊濾波的特性，利用初始插值圖像獲得雙邊濾波系數(shù)模板，對IBP迭代過程中的誤差圖像進行邊緣修正。為了降低算法的復雜度，對圖像邊緣進行邊緣檢測與擴散，只對處于邊緣和跨邊緣區(qū)域的

4、誤差圖像進行濾波。提出了一種基于雙邊濾波修正的單幀 IBP算法，實驗結果表明該算法可以有效的降低圖像的鋸齒效應。
　　4、分析了視頻序列中存在的相似信息，為了提高相似信息搜索的準確性，對初始插值序列進行了預配準。將1中介紹的殘差后處理拓展到時域中，雙邊濾波預處理、IBP和殘差后處理三個過程重復迭代兩次，最后再疊加一次雙邊濾波預處理和IBP。提出了一種基于相似性約束的多幀重建算法，實驗結果表明該算法重建后的圖像具有尖銳的邊緣和豐富的