[發明專利]一種基于局部特征轉換的人臉超分辨率重建方法

有效

• 申請號: 201210575820.4
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103020940A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 胡瑞敏;盧濤;王中元;韓鎮;江俊君;夏洋;陳亮;黃克斌;高尚;王冰
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種基于局部特征轉換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，設低分辨率樣本庫包括多幅低分辨率樣本人臉圖像，對低分辨率樣本庫進行非負矩陣分解，獲得低分辨率樣本庫的非負局部特征表達基和非負表達系數矩陣；

步驟2，基于步驟1所得低分辨率樣本庫的非負局部特征表達基和非負表達系數矩陣，將低分辨率樣本庫的非負局部特征轉換到低分辨率樣本庫空間進行表達，獲得在低分辨率樣本庫空間的表達系數；

步驟3，對于輸入的低分辨率人臉圖像，保持低分辨率樣本庫空間的表達系數，用高分辨率樣本人臉圖像替換相應低分辨率樣本人臉圖像獲得高分辨率重建圖像；

步驟4，利用最大后驗概率算法優化步驟3所得高分辨率重建圖像并輸出。

2.根據權利要求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實現方式如下，

設I_L＝[i₁,i₂,...i_N]表示低分辨率樣本人臉圖像構成的低分辨率樣本庫，其中N是樣本的個數，每一個列向量i₁,i₂,...i_N表示一個低分辨率樣本人臉圖像；

對低分辨率樣本庫進行非負矩陣分解，目標函數如下，

minWL,HL||IL-WLHL||22,s.t.W≥0,H≥0---(1)]]>

其中，W_L表示非負局部特征表達基，該矩陣大小為m×k，m表示低分辨率樣本人臉圖像的向量維數；H_L表示非負表達系數矩陣，H_L大小為k×N；k是約減后的緊致表達空間的特征維數，N是樣本的個數；

用如下的迭代公式獲得近似的非負局部特征表達基與非負表達系數矩陣，令W_L＝W^L，H_L＝H^L，W_L中的每個元素表示成H_L中的每個元素表示成

WLi,j←WLi,j[(HL)TIL]i,j[(HL)THLWL]i,j,]]>HLj,r←HLj,r[(WL)TIL]j,r[(WL)TWLHL]j,r---(2)]]>

其中，1≤i≤m,1≤j≤k,1≤r≤N，表示二范式，公式（1）為迭代求解的目標函數，設置迭代誤差為ε＝10^-3；利用公式（2）進行迭代，當|I_L-W_LH_L|≤ε時停止迭代，得到非負局部特征表達基W_L和非負表達系數矩陣H_L。