[發(fā)明專利]序列虹膜圖像超分辨率重建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210507861.X
• 申請(qǐng)日: 2012-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103020898B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何玉青;任慧穎;潘景;李力;李嘉琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T3/40
• 分類號(hào): G06T3/40;G06K9/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種序列虹膜圖像的超分辨率重建方法，其中至少使用一幀圖像對(duì)序列虹膜圖像進(jìn)行超分辨力重建，包括以下步驟：

S1、從視頻中選取序列虹膜圖像，分別進(jìn)行預(yù)處理，得到序列歸一化虹膜圖像；

S2、采用頻域變換方法對(duì)序列歸一化虹膜圖像進(jìn)行配準(zhǔn)；

S3、采用改進(jìn)的重復(fù)背投影法對(duì)配準(zhǔn)后的歸一化虹膜圖像進(jìn)行超分辨率重建；

所述步驟S3包括：

S31、采用雙三次線性插值對(duì)配準(zhǔn)后的序列歸一化圖像插值，得到高分辨率的序列歸一化虹膜圖像

S32、對(duì)高分辨率圖像進(jìn)行估計(jì)和迭代，經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)后的歸一化虹膜圖像降質(zhì)模型表示為：

Y→k=DkCkFkX→+E→k---(1)]]>

其中，X是用向量表示的高分辨率估計(jì)圖像，Y_k表示輸入n幀圖像的第k幅圖像，D_k表示降采樣矩陣，C_k表示模糊矩陣，F(xiàn)_k表示幾何變形矩陣，E_k表示噪聲；對(duì)單幀高分辨率圖像做降質(zhì)處理，依次進(jìn)行幾何變形、模糊、降采樣過(guò)程及增加噪聲，獲得低分辨率序列圖像Y_k；

根據(jù)式(2)計(jì)算每一次迭代后的均方誤差：

根據(jù)式(3)圖像的梯度總和

▿L(X→)=Σk=1n(FkTCkTDkT(DkCkFkX→-Y→k))---(3)]]>

記

B→k=FkTCkTDkT(DkCkFkX→-Y→k)---(4)]]>

采用式(5)來(lái)計(jì)算迭代后的圖像梯度總和，

▿L(X→)(x,y)=Σk=1nB→k---(5)]]>

采用高分辨率序列插值圖像的降質(zhì)模型的中值與輸入幀數(shù)的乘積來(lái)代替所有高分辨率序列插值圖像的降質(zhì)模型之和，根據(jù)式(6)計(jì)算圖像的均方誤差：

▿L(X→)(x,y)≈n·median{B→k(x,y)}k=1n---(6)]]>

其中，表示的中值；

根據(jù)式(7)來(lái)對(duì)高分辨率估計(jì)圖像進(jìn)行迭代：

X→n+1=X→n+λ▿L(X→)---(7)]]>

S33、計(jì)算下一幀輸入高分辨率插值圖像與當(dāng)前估計(jì)圖像的均方誤差，根據(jù)式(7)再次修正并迭代，直到最后一幀高分辨率插值圖像與估計(jì)圖像間的誤差滿足收斂條件，輸出估計(jì)圖像得到高分辨率歸一化虹膜圖像；其中收斂條件為當(dāng)前迭代與最后三次迭代之間的均方誤差小于設(shè)定的閾值。