[發明專利]一種基于自回歸模型的任意比例圖像插值方法

有效

• 申請號: 201210495044.7
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103854254A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 李馬丁;劉家瑛;任杰;郭宗明
• 申請（專利權）人: 北京大學;北大方正集團有限公司;北京北大方正電子有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;文永明

1.一種基于自回歸模型的任意比例圖像插值方法，包括以下步驟：

（1）將低分辨率圖像上插到目標尺度，得到上插后的圖像M；

（2）確定所述圖像M中待插值的局部區域W，對所述局部區域W內部除邊緣像素點外每一個像素點建立水平垂直和45度對角線兩種自回歸模型，根據所述自回歸模型確定初始目標函數F₀；

（3）將所述局部區域W除去邊緣像素點外下采至與所述低分辨率圖像相同的尺寸，得到局部區域W′，將所述局部區域W′與所述低分辨圖像中與所述局部區域W′相對應的區域逐像素值相減，將結果加入初始目標函數F₀中，得到目標函數F；

（4）對所述目標函數F進行迭代求解，獲得所述局部區域W中心塊的像素點值；

（5）對所述圖像M中的所有局部區域，重復步驟（2）~步驟（4），得到最終插值后的高分辨率圖像。

2.如權利要求1所述的任意比例圖像插值方法，其特征在于：步驟（1）中采用雙三次插值方法將低分辨率圖像上插到目標尺度。

3.如權利要求1所述的任意比例圖像插值方法，其特征在于：步驟（2）中所述局部區域W的取值范圍為7×7像素點至15×15像素點之間。

4.如權利要求1所述的任意比例圖像插值方法，其特征在于：步驟（2）中所述水平垂直的自回歸模型由像素點及其上、右、下、左四個相鄰像素點組成，45度對角線的自回歸模型由像素點及其左上、右上、右下、左下四個相鄰像素點組成。

5.如權利要求1所述的任意比例圖像插值方法，其特征在于：步驟（2）中所述根據自回歸模型確定初始目標函數F₀的方法如下：

對每個自回歸模型進行周圍像素點加權之后和中心像素點做差；對整個局部區域W中的所有自回歸模型求和，初始目標函數F₀為該和最小。

6.如權利要求1~5中任一項所述的任意比例圖像插值方法，其特征在于：步驟（3）中采用雙三次插值方法將所述局部區域W除去邊緣像素點外下采至與所述低分辨率圖像相同的尺寸。

7.如權利要求1所述的任意比例圖像插值方法，其特征在于：步驟（4）中所述對目標函數F進行迭代求解的過程包括以下步驟：

在局部區域W中計算所有塊與中心塊的相似性，將所述相似性加入到所述目標函數F中，得到目標函數F₁；

根據所述目標函數F₁定義殘差向量，將所述目標函數F₁轉化成F₂；

將目標函數F₂加入微小變化量后線性化，得到目標函數F₃；

采用最小二乘法對所述目標函數F₃進行迭代，直到所述微小變化量小于設定的閾值。

8.如權利要求7所述的任意比例圖像插值方法，其特征在于：所述塊與中心塊的相似性的計算方法如下：

分別計算兩個塊之間的結構相似性和距離相似性，結構相似性和距離相似性的乘積便是兩個塊之間的相似性。

9.如權利要求7所述的任意比例圖像插值方法，其特征在于：所述閾值的取值范圍在（0.1，1）之間。

10.如權利要求7~9中任一項所述的任意比例圖像插值方法，其特征在于：步驟（4）中所述塊的取值范圍為3×3像素點至5×5像素點之間。