[發(fā)明專利]一種位置塊非線性映射的人臉圖像超分辨率重建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110252310.9
• 申請(qǐng)日: 2011-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN102306374A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃華;曾嘯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種位置塊非線性映射的人臉圖像超分辨率重建方法，其特征在于：包含以下步驟：

1)首先，將高低分辨率人臉圖像分割成高低分辨率位置塊圖像；

2)其次，利用徑向基函數(shù)超分辨率重建對(duì)應(yīng)位置塊的高分辨率圖像。在訓(xùn)練階段，利用徑向基函數(shù)由訓(xùn)練圖像為每一個(gè)位置的高低分辨率位置塊訓(xùn)練一個(gè)非線性映射，用于表示每一個(gè)位置的高低分辨率位置塊之間的非線性關(guān)系，在測(cè)試階段，利用每一個(gè)位置訓(xùn)練得到的非線性關(guān)系從測(cè)試低分辨率位置塊估計(jì)出對(duì)應(yīng)的高分辨率位置塊；

3)最后，按照各個(gè)位置塊的位置信息將估計(jì)得到的高分辨率位置塊圖像拼接成對(duì)應(yīng)的高分辨率重建圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置塊非線性映射的人臉圖像超分辨率重建方法，其特征在于：所述步驟1)包含以下步驟：

1)將低分辨率人臉圖像采用雙線性插值，使得插值后的低分辨率人臉圖像分辨率大小與高分辨率圖像分辨率大小一致。

2)采用p*p大小的窗口分別對(duì)高低分辨率圖像進(jìn)行分塊，采用有重疊的分塊方式，上下左右相鄰位置塊之間有重疊的部分，相鄰塊之間重疊像素為n。其中p為一個(gè)整數(shù)，取值范圍為2～16，n為一個(gè)整數(shù)且0≤n≤p/2。將高低分辨率圖像中相同平面位置的圖像塊稱為對(duì)應(yīng)的相同位置的高低分辨率位置塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置塊非線性映射的人臉圖像超分辨率重建方法，其特征在于：所述步驟2)利用徑向基函數(shù)超分辨率重建對(duì)應(yīng)位置塊的高分辨率圖像，其具體過程如下：

分別用和表示第q個(gè)位置的高低分辨率訓(xùn)練位置塊，和分別表示第q個(gè)位置第一個(gè)訓(xùn)練樣本的高低分辨率位置塊圖像，其中和均為位置塊圖像灰度值展開成的列向量，上標(biāo)H和L分別表示高分辨率和低分辨率，第一個(gè)下標(biāo)q表示按照前述的位置塊分割方法分割出的第q個(gè)位置，第二個(gè)下標(biāo)1～m表示第1～m個(gè)訓(xùn)練樣本，用和分別表示位于位置q的雙線性插值后的測(cè)試低分辨率位置塊和待求的高分辨率位置塊，則利用徑向基函數(shù)求得計(jì)算式為：

其中T表示矩陣的轉(zhuǎn)置運(yùn)算，為采用的多維二次曲面徑向基函數(shù)，具體的計(jì)算表達(dá)式為：

W_q為訓(xùn)練階段得到的權(quán)值矩陣，計(jì)算表達(dá)式為：

Wq=IqH·inv(φ+τE)]]>

上述算式中inv表示矩陣求逆運(yùn)算，τ為一個(gè)很小的正常數(shù)，取值范圍為0.001～0.1，E為單位矩陣，而φ為一個(gè)矩陣，由訓(xùn)練高低分辨率位置塊圖像計(jì)算獲得：

重復(fù)步驟上述計(jì)算，直到求出每個(gè)位置的高分辨率位置塊圖像為止。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置塊非線性映射的人臉圖像超分辨率重建方法，其特征在于：所述步驟3)將高分辨率位置塊圖像拼接成對(duì)應(yīng)的高分辨率重建圖像，當(dāng)遇到重疊像素時(shí)取各個(gè)高分辨率位置塊該像素灰度值的均值為重疊像素最終的灰度值。