[發(fā)明專利]一種基于局部約束表示的人臉超分辨率重建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110421452.3
• 申請日: 2011-12-16
• 公開（公告）號: CN102521810A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設計）人: 胡瑞敏;江俊君;王冰;韓鎮(zhèn);黃克斌;盧濤;王亦民
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

1.一種基于局部約束表示的人臉超分辨率重建方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，輸入低分辨率人臉圖像，對輸入的低分辨率人臉圖像、低分辨率訓練集中的低分辨率人臉樣本圖像以及高分辨率訓練集中的高分辨率人臉樣本圖像劃分相互重疊的圖像塊；

步驟2，對于低分辨率人臉圖像每一個位置上的圖像塊，計算在局部約束下由低分辨率訓練集中所有低分辨率人臉樣本圖像該位置上的圖像塊對它進行線性重建時的最優(yōu)權值系數(shù)；

步驟3，把所有低分辨率人臉樣本圖像的圖像塊替換為位置對應的高分辨率人臉樣本圖像的圖像塊，用步驟2所得最優(yōu)權重系數(shù)加權合成高分辨率人臉圖像塊；

步驟4，將步驟3合成所得高分辨率人臉圖像塊按照在人臉上的位置融合，得到一張高分辨率人臉圖像。

2.根據(jù)權利要求1所述基于局部約束表示的人臉超分辨率重建方法，其特征在于：步驟1中，采用回退方式對輸入的低分辨率人臉圖像、低分辨率人臉樣本圖像以及高分辨率人臉樣本圖像劃分相互重疊的圖像塊，具體劃分方式如下，

按照從左到右、從上到下的順序進行劃分圖像塊，當劃分圖像塊至圖像邊緣時，如果剩余尺寸比預先設置的圖像塊的尺寸小則以原圖像的邊緣為基準進行回退劃分，包括當橫向劃分到圖像右邊邊緣處時，向左回退并以右邊邊緣為基準進行分塊；當縱向劃分到圖像底邊邊緣處時，向上回退并以底邊邊緣為基準進行分塊。

3.根據(jù)權利要求1所述基于局部約束表示的人臉超分辨率重建方法，其特征在于：設將低分辨率人臉圖像????????????????????????????????????????????????劃分圖像塊所得集合為，將高分辨率訓練集和低分辨率訓練集相應地劃分圖像塊所得集合分別為和，表示低辨率訓練集中低分辨率人臉樣本圖像的個數(shù)和高辨率訓練集中高分辨率人臉樣本圖像的個數(shù)，表示所劃分的圖像塊的行號和列號，和分別表示每一列和每一行劃分出的圖像塊數(shù)；

步驟2中，采用如下公式計算獲得最優(yōu)權值系數(shù)，

其中，為來自低分辨率訓練集中第個低分辨率人臉樣本圖像中第行第列圖像塊的重建系數(shù)，是由所有M張低分辨率人臉樣本圖像中第行第列圖像塊的重建系數(shù)組成的行向量，，為重建系數(shù)的懲罰因子，是平衡重建誤差和局部約束的正則化參數(shù)，“”表示兩個向量之間的內積運算，?表示歐氏平方距離，返回關于變量的函數(shù)在得到最小值時的取值，即所要求的最優(yōu)權值系數(shù)，，為合成低分辨率人臉圖像的第行第列圖像塊時，低分辨率訓練集中第個低分辨率人臉樣本圖像中第行第列圖像塊的最優(yōu)權值系數(shù)；

所述懲罰因子的計算公式如下，

其中，為低分辨率人臉圖像中第行第列的圖像塊，為低辨率訓練集的第個低分辨率人臉樣本圖像中第行第列的圖像塊。

4.根據(jù)權利要求1所述基于局部約束表示的人臉超分辨率重建方法，其特征在于：步驟3中，用步驟2所得權重系數(shù)加權合成高分辨率人臉圖像塊，采用如下公式計算獲得，

其中，?為步驟2中合成低分辨率人臉圖像的第行第列圖像塊時，低分辨率訓練集中第個低分辨率人臉樣本圖像中第行第列圖像塊的最優(yōu)權值系數(shù)；為高辨率訓練集的第個高分辨率人臉樣本圖像中第行第列的圖像塊。