[發(fā)明專利]一種提高圖像分辨率的圖像插值方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010558745.1
• 申請日: 2010-11-25
• 公開（公告）號: CN102479380A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任杰;劉家瑛;郭宗明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué);北大方正集團(tuán)有限公司;北京北大方正電子有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

1.一種提高圖像分辨率的圖像插值方法，其特征在于，包括：

計算圖像選定窗口內(nèi)各像素點的局部結(jié)構(gòu)和選定窗口中預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)像素點的局部結(jié)構(gòu)間的相似度概率；

根據(jù)選定窗口內(nèi)已知低分辨率像素點的像素值對第一參數(shù)和第二參數(shù)進(jìn)行估計，第一參數(shù)為用來刻畫窗口內(nèi)各像素點與其對角線方向上鄰居像素點回歸關(guān)系的模型參數(shù)，第二參數(shù)為用來刻畫窗口內(nèi)各像素點與其垂直和水平線方向上鄰居像素點回歸關(guān)系的模型參數(shù)；

利用低分辨率像素點的像素值、第一參數(shù)的估計結(jié)果和第二參數(shù)的估計結(jié)果，建立選定窗口內(nèi)待插值高分辨率像素點的像素值和匹配誤差的相關(guān)關(guān)系；

根據(jù)相似度概率和匹配誤差建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，對優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最佳估計得到高分辨率像素點的像素值；

按最佳估計得到的高分辨率像素點的像素值，將相似度概率大于設(shè)定閾值的高分辨率像素點插入選定窗口。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，計算圖像選定窗口內(nèi)各像素點的局部結(jié)構(gòu)和選定窗口中預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)像素點的局部結(jié)構(gòu)間的相似度概率具體為：

通過進(jìn)行相似度概率計算，其中p(d，j)為選定窗口內(nèi)第j個像素點的局部結(jié)構(gòu)和選定窗口中作為基準(zhǔn)像素點的第d個像素點的局部結(jié)構(gòu)間的相似度概率，是選定窗口中第d個像素點的四個對角線方向上的鄰居點的像素值構(gòu)成的向量，d為正整數(shù)，d≤m+n，n為選定窗口中高分辨率像素點的個數(shù)，m為低分辨率像素點的個數(shù)，ε是一個避免除零溢出錯誤的正數(shù)，是選定窗口中第j個像素點的四個對角線方向上的鄰居點的像素值構(gòu)成的向量，j為正整數(shù)，j≤m+n，h用來控制指數(shù)函數(shù)的形狀分布參數(shù)。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進(jìn)行相似度概率計算具體為：

利用低分辨率像素點的四個對角線方向上的低分辨率鄰居點，計算選定窗口內(nèi)各已知低分辨率像素點的局部結(jié)構(gòu)和選定窗口中預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)像素點的局部結(jié)構(gòu)間的相似度概率，并形成低分辨率像素點相似度概率向量P^L，其中表示第1個低分辨率像素點的局部結(jié)構(gòu)和選定窗口中預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)像素點的局部結(jié)構(gòu)間的相似度概率，表示第i個低分辨率像素點的局部結(jié)構(gòu)和選定窗口中預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)像素點的局部結(jié)構(gòu)間的相似度概率i≤m，表示第m個低分辨率像素點的局部結(jié)構(gòu)和選定窗口中預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)像素點的局部結(jié)構(gòu)間的相似度概率；以及

利用高分辨率像素點的四個對角線方向上的低分辨率鄰居點，計算選定窗口內(nèi)各高分辨率像素點的局部結(jié)構(gòu)和選定窗口中預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)像素點的局部結(jié)構(gòu)間的相似度概率，并形成高分辨率像素點概率向量P^H，其中表示第1個高分辨率像素點的局部結(jié)構(gòu)和選定窗口中預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)像素點的局部結(jié)構(gòu)間的相似度概率，表示第k個高分辨率像素點的局部結(jié)構(gòu)和選定窗口中預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)像素點的局部結(jié)構(gòu)間的相似度概率k≤n，表示第n個高分辨率像素點的局部結(jié)構(gòu)和選定窗口中預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)像素點的局部結(jié)構(gòu)間的相似度概率。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)選定窗口內(nèi)已知低分辨率像素點的像素值對第一參數(shù)和第二參數(shù)進(jìn)行估計具體為：

直接通過對第一參數(shù)進(jìn)行加權(quán)最小二乘估計，其中表示第一參數(shù)最優(yōu)值估計結(jié)果，a_i表示用向量表示的第一參數(shù)的一個向量組成值，t∈{1，2，3，4}，f(x_i)表示第i個低分辨率像素點x_i的像素值，表示像素x_i在對角線方向上的第t個低分辨率鄰居點的像素值；

直接通過對第二參數(shù)進(jìn)行加權(quán)最小二乘法估計，其中表示第二參數(shù)最優(yōu)值估計結(jié)果，b_i表示用向量表示的第二參數(shù)的一個向量組成值，表示低分辨率像素x_j在垂直和水平線方向上的第t個鄰居點的像素值。