[發明專利]基于稀疏表示和UV通道處理的圖像超分辨率重建方法

在審

• 申請號: 201410487687.6
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104537610A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 戚曹;朱桂斌;陽溢;季曉勇;唐鑒波;劉博文
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍重慶通信學院
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種基于稀疏表示和UV通道處理的圖像超分辨率重建方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

A)對輸入圖像(1)進行圖像稀疏表示，包括以下步驟：

a1)利用高分辨率圖像塊x與低分辨率圖像塊y、高分辨率圖像X和低分辨率圖像Y的對應關系，結合壓縮感知理論中的過完備字典的使用。其中，D_h表示高分辨率圖像塊字典，而D_l表示低分辨率圖像塊字典，得到關系如下：

Y＝SHX

其中，H代表模糊濾波器，對圖像進行低通濾波操作。S是下采樣算子。

a2)高分辨率圖像X的塊x可以表示成從訓練圖像采樣得到的高分辨率塊中訓練字典D_h的稀疏線性組合：

x≈D_hα，且α∈R^K，

得到方程的最稀疏解α₀，根據稀疏表示，響應高分辨率塊基D_h將結合起來輸出高分辨率塊x。

a3)稀疏表示方法產生高分辨率圖像X′，即圖像(2)，使用最速梯度下降算法將X′投影到SHX＝Y的解空間中，最終得到結果X_opt，即圖像(3)

B)用基于超分辨率亮度信息對UV通道進行處理，提出一種在雙邊濾波器重建信息引導下的算法：具體如下

雙邊濾波器：

其中p和q表示高分辨率圖像像素的位置。p↓和q↓表示下采樣后低分辨率UV通道圖像的像素位置。f表示空間濾波器核，g表示動態濾波器核，S_q↓是位置q↓的UV通道值，k_p是正則化因子。表示經過濾波后位置p的高分辨率UV通道值。

C)經過雙邊濾波器處理后得到圖像(4)?。

2.根據權利要求1所述基于稀疏表示和UV通道處理的圖像超分辨率重建方法，其特征在于，所述步驟A)中的圖像(2)到(3)的方法為加強局部重建約束。這個方法使用了循環方法，?利用最速梯度下降法來對圖像(2)進行優化。

3.根據權利要求1所述基于稀疏表示和UV通道處理的圖像超分辨率重建方法，其特征在于，所述步驟B)中設計了一種雙邊濾波器，在對基于超分辨率亮度信息的UV通道進行處理。具體方式為：

其中p和q表示高分辨率圖像像素的位置。p↓和q↓表示下采樣低分辨率UV通道圖像的像素位置。f表示空間濾波器核，g表示動態濾波器核，S_q↓是位置q↓的UV通道值，k_p是正則化因子。表示經過濾波后位置p的高分辨率UV通道值。

4.根據權利要求1所述基于稀疏表示和UV通道處理的圖像超分辨率重建方法，其特征在于，所述步驟C)經過雙邊濾波器處理后得到圖像(4)?。