[發(fā)明專利]圖像配準可靠性模型和超分辨率圖像的重構(gòu)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110089697.0
• 申請日: 2011-04-11
• 公開（公告）號: CN102136144A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊瑞勤;張新峰;馬思偉;高文
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/50
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字信號處理領(lǐng)域，具體涉及一種圖像配準可靠性模型及其構(gòu)造方法和一種基于該模型的超分辨率圖像的重構(gòu)方法。

背景技術(shù)

數(shù)字圖像的空間分辨率是指離散的像素之間所能分辨出目標物體細節(jié)的最小尺寸。在實際應(yīng)用中，圖像分辨率的高低能夠直接影響圖像處理和分析方法的性能，例如，提高監(jiān)控視頻圖像的分辨率，能夠提高對監(jiān)控目標跟蹤和識別的準確程度。由于數(shù)字圖像可以看作是對連續(xù)的自然圖像的采樣，因此，要獲得高分辨的數(shù)字圖像需要較高的空間采樣率，這就需要提高采集設(shè)備中感光器件的密度，但是在實際應(yīng)用中，一方面由于在硬件中提高感光器件密度成本非常高，另一方面，提高感光器件密度的同時會使數(shù)字圖像在成像過程中更容易受噪聲影響。因此，采用信號處理的方法來提高數(shù)字圖像的分辨率成為了一種經(jīng)濟有效的途徑。

超分辨率技術(shù)是近年來圖像分辨率增強領(lǐng)域的研究熱點，它是指利用對同一場景從不同角度拍攝的多幅低分辨率圖像之間的相關(guān)信息，重構(gòu)出高質(zhì)量的高分辨率圖像，使高分辨率圖像逼近連續(xù)的自然圖像。上世紀80年代初，Tsai和Huang[1]首先提出基于多幀圖像的超分辨率技術(shù)，并且在頻域建立了目標高分辨率圖像與多幀低分辨率圖像之間的關(guān)系。但是由于頻域超分辨率技術(shù)受限于低分辨率圖像間全局平移運動的約束，同時不能有效利用圖像的先驗知識，因此沒能夠在實際中得到應(yīng)用。為了進一步有效地提高超分辨率技術(shù)的性能，研究人員提出了空域的超分辨率重構(gòu)技術(shù)(例如，[2]，[3])。這類超分辨率技術(shù)通常分為三個步驟，首先，將各幀低分辨率圖像的像素通過圖像配準映射到目標高分辨率圖像平面空間上；接著，根據(jù)低分辨率像素之間的關(guān)系預(yù)測高分辨圖像中的像素值；最后，為了增加高分辨率圖像的清晰度，需要對圖像進行去模糊處理。

雖然，在處理運動可控的低分辨率圖像方面(例如，遙感圖像)，傳統(tǒng)的空域超分辨率技術(shù)取得了較好的效果，但是對于視頻圖像，傳統(tǒng)超分辨率技術(shù)性能會有很大的下降。因為視頻圖像間存在很多較為劇烈的局部運動，甚至存在遮擋現(xiàn)象，這樣超分辨率技術(shù)的性能會直接受到圖像配準技術(shù)的影響。根據(jù)目前的圖像配準技術(shù)來看，視頻圖像配準精度還不能滿足傳統(tǒng)超分辨率技術(shù)的要求，因此，對視頻圖像配準可靠性進行分析，在超分辨率重建中區(qū)別對待低分辨率圖像的像素，可以有效地提高視頻圖像超分辨率重建的質(zhì)量和魯棒性。

參考文獻

[1]Park，S.，Park，M.and?Kang，M.G，“Super-resolution?image?reconstruction：a?technical?overview，”IEEE?signal?processing?Magazine，vol.20，no.3，pp.21-36，May?2003.

[2]R.R.Schultz?and?R.L.Stevenson，“A?Bayesian?approach?to?image?expansion?for?improved?definition，”IEEETrans.Image?Processing，vol.3，no.3，pp.233-242，MAY?1994

[3]H.Takeda，S.Farsiu?and?P.Milanfar，“Kernel?regression?for?image?processing?and?reconstruction，”IEEE?Trans.Image?Process，vol.16，no.2，pp.349-366，F(xiàn)eb.2007.

[4]X.Li?and?M.T.Orchard，“New?edge?directed?interpolation，”IEEE?Trans.Image?Process，vol.10，no.10，pp.1521-1527，Oct.2001.

[5]M.Elad?and?Y.Hel-Or，“A?fast?super-resolution?reconstruction?algorithm?for?pure?transnational?motion?and?common?space?invariant?blur，”IEEE?Trans.Image?Processing，vol.10，no.8，pp.1187-1193，August?2001.