[發明專利]一種結合深度監督自編碼和感知迭代反投影的圖像超分辨率重建方法

有效

• 申請號: 201910323754.3
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110111251B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 解梅;鈕孟洋;趙雷;廖炳焱
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

1.一種結合深度監督自編碼和感知迭代反投影的圖像超分辨率重建方法，其特征在于，包括以下步驟：

訓練步驟，接收復雜退化條件下的訓練圖像對訓練深度自編碼器，將訓練完成后的深度自編碼器中的編碼器的深度卷積神經網絡作為學習復雜圖像退化模型，進入步驟2)；

重建步驟，將深度自編碼器中的編碼部分作為迭代反投影算法中的退化模型，使用雙三次插值圖像作為超分辨率圖像迭代初始值，計算超分辨率圖像退化后圖像與觀測圖像在特征空間中的感知損失，并用感知損失迭代更新超分辨率圖像，直至損失低于閾值后輸出當前超分辨率圖像作為最終的重建圖像；

深度自編碼器包括編碼器encoder、解碼器decoder、2個均方誤差計算模塊以及加權和模塊；

訓練步驟包括：

1-1)使用全局不均勻的高斯噪聲、各向異性高斯核模糊、隨機方向的運動模糊、jpeg壓縮或雙三次/雙線性插值降采樣作為退化方式獲得LR-HR訓練圖像對，LR為低分辨率圖像，HR為高分辨率圖像；

1-2)編碼器將HR圖像降維成一個與傳入LR相等維度的張量LR’，隨后使用解碼器將張量LR’升維至張量HR’；

1-3)2個均方誤差計算模塊計算MSE(LR,LR’)和MSE(HR,HR’)的加權損失loss，使用loss通過反向傳播算法更新編碼器與解碼器的內部參數，直至滿足大于最大迭代次數或小于損失閾值等終止條件，則停止迭代，深度監督自編碼器訓練完成，將訓練完成的編碼器作為步驟2中使用的復雜圖像退化模型，否則返回步驟1-1)；

重建步驟包括：

2-1)將待重建的低分辨率圖像LR的雙三次插值上采樣圖像作為超分辨率圖像的迭代值SR’的初始值；

2-2)使用復雜圖像退化模型計算超分辨率圖像的迭代值SR’對應的降維低分辨率的張量LR’，計算張量LR’與低分辨率圖像LR之間的感知損失；

2-3)利用感知損失應用反向傳播算法更新SR’的像素值；再判斷感知損失是否小于設定閾值或達到最大迭代次數，如是，輸出當前SR’作為超分辨率重建結果，如否，返回步驟2-2)。