[發明專利]一種利用回歸樹場的圖像超分辨率放大方法

有效

• 申請號: 201710859709.0
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107590775B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 楊鑫;梅海洋;許可;魏小鵬;尹寶才
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種利用回歸樹場的圖像超分辨率放大方法，其特征在于，步驟如下：

(1)數據集的建立

第一，在ImageNet數據集的圖片根據人物、動物、飛機、車輛、水果、建筑物、自然場景不同的場景進行選擇，得到300-400張包含不同場景圖片的訓練集；

第二，在ImageNet數據集的圖片根據人物、動物、飛機、車輛、水果、建筑物、自然場景不同的場景進行選擇，得到與訓練集完全不同的300-400張包含不同場景的總測試集以及有針對的不同類別的測試集，每個類別的測試集包括50-100張圖片；

(2)超分辨率算法的分析與選擇

選擇優勢互補的A+、SRCNN、JOR和ANR四種超分辨率算法進行融合；

(3)超分辨率算法的融合

①圖像的加權平均

本方法采用加權求平均法，加權平均滿足公式(1)：

其中，P_r是加權平均之后得到的圖像塊；n為所融合的超分辨率算法的數目，是第i個超分辨率算法的圖像塊；w_i即為第i個圖像塊所占的權重；P_i是第i個超分辨率算法所得到結果對應的圖像塊減去雙三次插值結果所對應的圖像塊，通過計算得到的方差；

②利用回歸樹場進行算法融合：

本方法訓練了兩個概率圖模型

特征圖像塊的確定：針對訓練集和測試集中的每幅圖像，為了計算圖像超分辨率放大的質量，將原圖像利用雙三次插值方法進行采樣縮小處理，得到低分辨率圖像，再將低分辨率圖像進行超分辨率放大，即得到與原圖像大小一致的高分辨率圖像；將低分辨率圖像再次運用雙三次插值的方式放大到與原圖像一樣的大小，在放大的圖像X中每一個圖像塊x_i，在特征圖像{X¹,X²,...,Xⁿ}中確定特征圖像塊其中n為用于超分辨率融合的算法的數目；上述特征圖像塊被級聯成矢量化的形式來對圖像塊x_i進行描述：

其中，i∈[1,m]，m表示在圖像X中圖像塊的總的數目；特征像素點的確定與特征圖像塊的確定過程相同，只需要把圖像塊替換成為像素點，得到矢量化的特征像素點：

圖像塊階段融合：在將訓練集和測試集的圖像X轉換成圖像塊過程中，采用一個2x2像素大小的滑動窗口，并且將特征圖像也轉換成與之相對應的特征圖像塊；從圖像X中所得到的每一個圖像塊x_i以及其所對應的特征圖像塊被認為是概率圖模型中的一個節點；經過圖像塊階段融合，得到粗糙的融合結果圖像X_p；

像素點階段融合：在圖像塊階段融合的基礎上，將圖像X_p送到像素點融合階段來提高圖像最終的重建質量；兩個融合階段具有相似性，不同就是在像素點融合階段的特征是像素點而不是圖像塊；把整張圖像X_p認為是一張圖，每一個像素點x_i以及其所對應的特征像素點被認為是概率圖模型中的一個節點。