[發(fā)明專利]圖像超分辨率重建方法、設(shè)備及介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310674996.3
• 申請(qǐng)日: 2023-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN116452425B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州星宇車燈股份有限公司
• 主分類號(hào): G06T3/40
• 分類號(hào): G06T3/40;G06T7/13
• 代理公司: 常州至善至誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32409
• 代理人: 朱麗莎

1.一種圖像超分辨率重建方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：輸入低分辨率圖像；

S2：獲取初始高分辨率圖像，從步驟S1輸入的所述低分辨率圖像中選取其中一幀作為參考圖像，對(duì)所述參考圖像進(jìn)行插值重建，重建后得到所述初始高分辨率圖像，其中，t表示迭代次數(shù)，在步驟S2中，t＝1；

S3：收斂性判斷，根據(jù)所述迭代次數(shù)判斷是否進(jìn)入下一步；

若所述迭代次數(shù)t=1，則進(jìn)入下一步驟；

若所述迭代次數(shù)t＞1，則判斷是否滿足截止條件；

若滿足所述截止條件，則結(jié)束圖像超分辨率重建，輸出目標(biāo)高分辨率圖像；

反之，若不滿足所述截止條件，則進(jìn)入下一步驟；

S4：圖像配準(zhǔn)，通過(guò)圖像配準(zhǔn)獲取當(dāng)前高分辨率圖像和所述低分辨率圖像之間的運(yùn)動(dòng)變化關(guān)系，得到相對(duì)運(yùn)動(dòng)變換參數(shù)M_k；

S5：全變分先驗(yàn)，采用全變分先驗(yàn)對(duì)所述當(dāng)前高分辨率圖像優(yōu)化，得到第一中間變量W；

S6：超參數(shù)估計(jì)，根據(jù)所述當(dāng)前高分辨率圖像和所述低分辨率圖像得到超參數(shù)估計(jì)，以及；

S7：亮通道先驗(yàn)，設(shè)置懲罰參數(shù)，比較和的大小；為所述懲罰參數(shù)的初始值，為所述懲罰參數(shù)的循環(huán)判斷限值；

若，則采用亮通道先驗(yàn)對(duì)所述當(dāng)前高分辨率圖像優(yōu)化，得到矩陣和輔助變量g?；

若，則執(zhí)行，返回S2步驟；

S8：重建高分辨率圖像，結(jié)合全變分先驗(yàn)和亮通道先驗(yàn)?zāi)Ｐ停鶕?jù)所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)變換參數(shù)M_k、所述第一中間變量W、所述超參數(shù)估計(jì),,、所述矩陣和所述輔助變量g?對(duì)所述當(dāng)前高分辨率圖像重建，獲取新的高分辨率圖像，執(zhí)行，返回S2步驟；

在所述步驟S3中，所述截止條件為：

（1）

其中，是降序排列，為當(dāng)前高分辨率圖像，為前一次高分辨率圖像，P為上采樣因子，N為所述低分辨率圖像的像素?cái)?shù)，ε是一個(gè)定值，取值為1*10^-5；

在所述步驟S4中，設(shè)所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)變換參數(shù)M_k服從多元高斯分布，結(jié)合最小化方程計(jì)算所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)變換參數(shù)M_k，計(jì)算公式為：

?（6）

（7）

其中，為初始相對(duì)運(yùn)動(dòng)變換參數(shù)，為第n次迭代求解的先驗(yàn)協(xié)方差矩陣，?第n+1次迭代求解的先驗(yàn)協(xié)方差矩陣，為中間變量，與均為設(shè)置的變量；

在所述步驟S8中，獲取新的高分辨率圖像計(jì)算公式為：

全變分-亮通道先驗(yàn)?zāi)Ｐ偷谋磉_(dá)式為:

（24）

其中，為全變分先驗(yàn)，表示亮通道先驗(yàn)；

所述高分辨率圖像估計(jì)公式為：

（25）

將所述公式（20）和所述公式（25）代入所述公式（24）得到全變分-亮通道先驗(yàn)簡(jiǎn)化公式：

?（26）

其中，為一個(gè)的矩陣，[1]為全1矩陣，以及

（27）

其中，是協(xié)方差矩陣?的元素。

2.如權(quán)利要求1所述的圖像超分辨率重建方法，其特征在于，在所述步驟S4中，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)變換參數(shù)M_k的計(jì)算包括：

設(shè)所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)變換參數(shù)M_k服從多元高斯分布，即：

（2）

其中，為先驗(yàn)協(xié)方差矩陣，初始相對(duì)運(yùn)動(dòng)變換參數(shù)通過(guò)Lucas–Kanade光流法或頻域配準(zhǔn)法計(jì)算獲得；

在得到所述當(dāng)前高分辨率圖像后，所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)變換參數(shù)M_k通過(guò)最小化方程來(lái)估計(jì):

（3）

其中，，S為降采樣矩陣；為模糊矩陣；為運(yùn)動(dòng)變換矩陣；且為期望值，所述近似為：

（4）

其中，，為中間計(jì)算變量。