專利名稱：一種單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信號(hào)與圖像處理領(lǐng)域，涉及一種單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法，特別涉及一種利用源圖像的相關(guān)信息，同時(shí)從多個(gè)方向進(jìn)行牛頓插值來(lái)實(shí)現(xiàn)單幀圖像超分辨率重構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
超分辨率重構(gòu)借助信號(hào)估計(jì)理論，克服成像系統(tǒng)固有分辨率的限制，達(dá)到提高圖像質(zhì)量的目的，在機(jī)器視覺(jué)、圖像理解以及圖像復(fù)原等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用空間。1984年，Tsai和Huang首次提出用低分辨率、欠采樣圖像序列生成高分辨率圖像的思想，并給出了頻域逼近的方法。盡管單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法無(wú)法恢復(fù)衍射頻率極限以外的圖像信息，但在某些特定的條件下，尤其對(duì)圖像處理提出實(shí)時(shí)性要求的情況下，單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法的性能顯得十分重要。而且，單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法往往是多幀圖像超分辨 率重構(gòu)的基礎(chǔ)，因此單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法具有廣闊的應(yīng)用空間。目前，在各種單幀圖像超分辨率重構(gòu)算法中，以插值原理為基礎(chǔ)的超分辨率重構(gòu)方法具有較好的應(yīng)用性能。常用的插值方法有最近鄰插值法、雙線性插值法、牛頓插值法等。但這些方法通常根據(jù)插值公式直接求得超分辨率圖像的插值結(jié)果，往往忽略源圖像中各像素點(diǎn)的相關(guān)性對(duì)插值結(jié)果的影響，從而使得超分辨率圖像細(xì)節(jié)信息丟失、邊緣模糊、圖像質(zhì)量較差。因此，設(shè)計(jì)一種能夠充分利用源圖像中各像素點(diǎn)的相關(guān)性，從而改善超分辨率圖像質(zhì)量的單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，設(shè)計(jì)一種單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法，尤其利用源圖像中像素點(diǎn)不同方向的相關(guān)信息實(shí)現(xiàn)單幀圖像的超分辨率重構(gòu)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法，采用二階差分方法計(jì)算源圖像中像素點(diǎn)各方向的相關(guān)性，根據(jù)相關(guān)性的大小選擇加權(quán)系數(shù)，利用牛頓插值方法對(duì)各方向進(jìn)行插值計(jì)算，對(duì)插值結(jié)果進(jìn)行加權(quán)求和獲得最終超分辨率圖像。本發(fā)明的目的在于利用源圖像中的像素點(diǎn)信息，同時(shí)從多個(gè)方向計(jì)算牛頓插值結(jié)果，并根據(jù)源圖像中各像素點(diǎn)的相關(guān)性通過(guò)融合計(jì)算獲得高質(zhì)量的超分辨率圖像。


圖I是源像素與目標(biāo)像素的相對(duì)位置關(guān)系圖。圖2是單幀圖像超分辨率重構(gòu)對(duì)于結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
已知函數(shù)f(x)在等節(jié)點(diǎn)Xi上的函數(shù)值為f (Xi) = fi，則其一階差分表示為A f j = fi+1-f j(I)其k階差分可表示為Akfi=AHfw-AHfi (2)這樣，n次牛頓插值公式可表示為
權(quán)利要求
1.一種單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法，其特征在于，利用源圖像中像素點(diǎn)不同方向的相關(guān)信息實(shí)現(xiàn)單幀圖像的超分辨率重構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法，其特征在于，采用二階差分方法計(jì)算源圖像中像素點(diǎn)各方向的相關(guān)性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法，其特征在于，根據(jù)相關(guān)性的大小選擇加權(quán)系數(shù)，利用牛頓插值方法對(duì)各方向進(jìn)行插值計(jì)算，對(duì)插值結(jié)果進(jìn)行加權(quán)求和獲得最終超分辨率圖像。
全文摘要
本發(fā)明屬于信號(hào)與圖像處理領(lǐng)域，具體為一種單幀圖像超分辨率重構(gòu)方法，采用二階差分方法計(jì)算源圖像中像素點(diǎn)各方向的相關(guān)性，根據(jù)相關(guān)性的大小選擇加權(quán)系數(shù)，利用牛頓插值方法對(duì)各方向進(jìn)行插值計(jì)算，對(duì)插值結(jié)果進(jìn)行加權(quán)求和獲得最終超分辨率圖像。本發(fā)明可應(yīng)用于圖像復(fù)原領(lǐng)域中。
文檔編號(hào)G06T3/40GK102800047SQ20121020403
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者修春波 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)