[發明專利]基于輪廓波的五階自導向超分辨率重建方法

有效

• 申請號: 201611235390.6
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106780341B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 王相海;趙曉陽;傅博;畢曉昀
• 申請（專利權）人: 遼寧師范大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 大連非凡專利事務所 21220
• 代理人: 閃紅霞

1.一種基于輪廓波的五階自導向超分辨率重建方法，其特征在于按照如下步驟進行：

步驟 1. 對輸入待重建的分辨率為M×N的低分辨率圖像I₁進行雙三次插值，得到初始高分辨率圖像im，im的分辨率為2M×2N；

步驟 2. 對初始高分辨率圖像im進行輪廓波分解，設分解后的系數為coeffs，保留其低頻系數矩陣為new_coeffs{1}和四個高頻子帶的系數矩陣，分別為x1、x2、x3、x4，所述x1為圖像im0°至45°與180°至225°方向高頻子帶的系數矩陣，所述x2為圖像im135°至180°與315°至360°方向高頻子帶的系數矩陣，所述x3為圖像im90°至135°與270°至315°方向高頻子帶的系數矩陣，所述x4為圖像im45°至90°與225°至270°方向高頻子帶的系數矩陣；

步驟 3. 對四個高頻子帶系數矩陣x1、x2、x3、x4結合各子帶所對應的角度進行五階自導向模板的自適應插值，得到插值后的四個高頻子帶系數矩陣分別為new_coeffs{2}{1}、new_coeffs{2}{2}、new_coeffs{2}{3}、new_coeffs{2}{4}，所述的五階自導向模組進行自適應插值包括如下步驟：

步驟 3.1 劃分五階自導向模板，將所有五階自導向模板劃分為模擬0°至45°與180°至225°方向內容的輪廓波變換系數、模擬135°至180°與315°至360°方向內容的輪廓波變換系數、模擬90°至135°與270°至315°方向內容的輪廓波變換系數、模擬45°至90°與225°至270°方向內容的輪廓波變換系數的四類五階自導向模板，每類五階自導向模板中包含了不同角度的五階自導向模板；

步驟 3.2 依次在各個角度的高頻子帶系數矩陣x1、x2、x3、x4中選取最優的五階自導向模板，再在四個高頻子帶的系數矩陣x1、x2、x3、x4選取一個待處理的像素，設當前像素P的坐標為(i,j)，設P的像素值為P(i,j)，對當前像素P選取最優五階自導向模板，包含以下步驟：

步驟3.2.1 根據五階自導向模板中指引的兩個方向，可在像素P相鄰的8個鄰域像素中定位到兩個與之相關聯的像素坐標(m1,n1)和(m2,n2)，設兩個關聯像素為R1，R2，它們所對應的像素值分別為R1(m1,n1)和R2(m2,n2)，計算P(i,j)與其所對應的兩個關聯像素R1(m1,n1)和R2(m2,n2)的均值，設為s(n)，其中n代表該組五階自導向模板的序號；

步驟3.2.2 根據五階自導向模板計算當前像素P與各個關聯像素R1、R2的s(n)，計算所有s(n)與當前像素值P(i,j)的差，取差的絕對值并標記為t(n)，選取t(n)中的最小值，所對應的n即為針對當前像素所對應的最優五階自導向模板的序號；

步驟3.2.3 將最優五階自導向模板所對應的s(n)賦值給當前像素P所對應的關聯像素R1和R2的系數，得到新的系數R1~，R2~；

步驟 3.3 判斷是否對x1、x2、x3、x4矩陣中所有的系數進行處理，如果處理完畢，則進入步驟4，否則回到步驟3.2繼續進行處理；

步驟 4. 將低頻子帶系數new_coeffs{1}和插值后所得到的四個高頻子帶系數矩陣new_coeffs{2}{1}、new_coeffs{2}{2}、new_coeffs{2}{3}、new_coeffs{2}{4}進行重構，設進行輪廓波重構后的圖像為I₂，即完成對初始高分辨率圖像im的超分辨率重建。