基于局部結(jié)構(gòu)相似的圖像超分辨算法研究.pdf

1、圖像超分辨率重構(gòu)是圖像降晰過程的逆過程，通過一幅或幾幅低分辨率圖像來獲得一幅高分辨率圖像。模糊、扭曲、偏移等降晰因素導(dǎo)致圖像損失了很多高頻信息，因此超分辨率問題是一個(gè)病態(tài)問題。求解高分辨率圖像可以看作是縮小圖像解空間進(jìn)而確定最優(yōu)解的過程，如何縮小解空間進(jìn)而尋求最優(yōu)解是解決這個(gè)問題所追求的方向。 圖像超分辨率病態(tài)問題求解的約束信息主要包括降晰過程和圖像內(nèi)部像素分布規(guī)律，圖像超分辨率方法因此分為兩大類：識(shí)別約束降晰過程的方法和描述圖

2、像內(nèi)部像素規(guī)律的方法，也有很多算法綜合二者考慮。 本文主要研究基于圖像局部結(jié)構(gòu)相似性的超分辨率算法。其主要思想圖象內(nèi)部存在著大量相似局部結(jié)構(gòu)，并且結(jié)構(gòu)相似性在多尺度上有著良好的保持，利用這一性質(zhì)可以增加更多的約束信息來求解超分辨率問題，重構(gòu)更為清晰的邊緣。研究的主要內(nèi)容包括： 基于圖像局部結(jié)構(gòu)的相似性和在不同分辨率尺度上的相似保持，提出了利用局部結(jié)構(gòu)相似性來約束超分辨率問題的思路。我們根據(jù)相似判斷規(guī)則發(fā)現(xiàn)圖像中的相似區(qū)域

3、，根據(jù)相似程度生成多幅相似圖像，從而可以利用圖像序列超分辨率的算法來求解，最后給出了最大后驗(yàn)概率意義最優(yōu)的單幅圖像超分辨率方法。隨后把圖像局部結(jié)構(gòu)的相似性引入到圖像序列超分辨率過程中，用于處理配準(zhǔn)結(jié)果可信度過低的圖像局部，給出了一種比較魯棒的圖像序列超分辨率方法。 接下來考慮到采樣過程對(duì)圖像質(zhì)量的影響，把多核插值濾波器估計(jì)方法引入到重復(fù)背投影的計(jì)算框架下，假定圖像背投影具有局部性，根據(jù)對(duì)應(yīng)的高低分辨率圖像進(jìn)行背投影核的識(shí)別，然后

4、在重復(fù)背投影的框架下采用多背投影核對(duì)特定應(yīng)用領(lǐng)域的圖像進(jìn)行超分辨率計(jì)算。 最后分析了已有的基于學(xué)習(xí)的圖像超分辨率方法，針對(duì)一般的的基于學(xué)習(xí)的超分辨率方法在低分辨率空間聚類帶來的類型混淆，提出了改進(jìn)的基于學(xué)習(xí)的重構(gòu)算法，該方法考慮在高分辨率空間對(duì)圖像局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行聚類，基于此聚類估計(jì)多核插值濾波器參數(shù)，然后使用相應(yīng)的類插值濾波器來估計(jì)高分辨率圖像。同時(shí)，借鑒區(qū)域連接增長(zhǎng)的思想來處理分類的歧義問題，解決類型歸屬導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)沖突，從而得到魯