基于TV先验的单幅图像超分辨率重建方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110298789A(43)申请公布日2019.10.01(21)申请号201910475134.1(22)申请日2019.06.03(71)申请人辽宁师范大学地址116000辽宁省大连市沙河口区黄河路850号(72)发明人傅博李艺傅世林张湘怡王相海(74)专利代理机构大连非凡专利事务所21220代理人闪红霞(51)Int.Cl.G06T3/40(2006.01)G06T5/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称基于TV先验的单幅图像超分辨率重建方法(57)摘要本发明公开一种基于TV先验的单幅图像超分辨率重建方法，首先通过对待提高分辨率的图像利用双三次插值算法omoms3进行上采样预处理，在预处理后图像中根据28种TV方向模板提取TV先验信息，最后将TV先验信息引入到非局部回归框架，更好的保留超分辨图像的纹理和边缘信息，克服传统插值算法所产生的图像边缘信息不足的现象，从而得到超分辨率重建图像，大大提高超分的效果。CN110298789ACN110298789A权利要求书1/1页1.一种基于TV先验的单幅图像超分辨率重建方法，其特征在于依次按照如下步骤进行：步骤011：获取一幅待提高分辨率的图像，记为Image_ori；步骤012：将图像Image_ori通过双三次插值omoms3算法进行上采样，得到的图像记为Image_omoms3；步骤021：设图像Image_omoms3的大小为M*N，从图像的左上角逐点移动，获得M*N个块；从第一个块开始，以待修复的像素为中心建立规模为3*3的28个TV方向模板，记为o(n),n=1,2,3……28，所述n为方向模板的序号，模板里9个像素从上到下，从左到右分别记为{d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,d8,d9}，则28种方向模板分别记为：o1{d1,d5,d6},o2{d4,d5,d3}，3{d3,d5,d6},o4{d4,d5,d1}o5{d6,d5,d7},o6{d4,d5,d9},o7{d6,d5,d9},o8{d4,d5,d7},o9{d2,d5,d7}，o10{d2,d5,d9},o11{d2,d5,d3},o12{d2,d5,d1},o13{d8,d5,d1},o14{d8,d5,d3}o15{d8,d5,d9},o16{d8,d5,d7},o17{d4,d5,d2},o18{d6,d5,d2},o19{d4,d5,d8}o20{d6,d5,d8},o21{d1,d5,d3},o22{d1,d5,d7},o23{d3,d5,d9},o24{d7,d5,d9}o25{d4,d5,d6}，o26{d2,d5,d8},o27{d1,d5,d9},o28{d7,d5,d3}；步骤022：分别计算每个方向模板中三个像素的均值，记为s(n)；步骤023：计算所有s(n)与中心像素值d5的差，取差的绝对值记为t(n)，选取t(n)中的最小值对应的序号为n的模板为最优方向模板；步骤031：从第一个块开始，以待修复的像素为中心建立规模为3*3的目标块，在目标块周围寻找25个搜索块p(m)，m=1,2,3……25，计算25个搜索块与目标块之间的欧氏距离记为D(m)，根据目标块与搜索块之间的相似度，得到每个搜索块的权重记为w(m)；步骤032：在25个搜索块中，根据最优方向模板计算出在此方向上的三个像素值的中值记为M(m)；步骤033：将得到的w(m)和M(m)对应相乘后求和，得到的值为当前像素点修复后的像素值；步骤034：循环遍历整幅Image_omoms3图像，将修复后的图像记为Image_result并保存。2CN110298789A说明书1/3页基于TV先验的单幅图像超分辨率重建方法技术领域[0001]本发明涉及一种单幅图像超分辨率重建方法，尤其是一种能够增强图像边缘的基于TV先验的单幅图像超分辨率重建方法。背景技术[0002]目前，图像超分辨率重建是一个相当活跃的研究领域，它提供了从手机成像到遥感成像再到医学成像的低分辨率限制的解决方案。低质量的图像通常是由低成本的传感器捕获、窄带传输和不良的光干扰造成的，当低质量的图像被广泛用于高清显示时，视觉分析和识别任务倾向于在更高分辨率的版本中显示，故，需要根据低分辨率图像的内容估计高分辨率图像，即图像超分辨率重建。目前，人们只能尽一切可能挖掘先验知识，建立模型，观察从低分辨率图像到高分辨率图像的映射关系，然后在此生成模型的基础上，设计出超分辨率重建算法。一类超分辨率重建方法使用简单的线性函数对图像进行上采样，如双线性插值、双三次插值和s样条等，当需要更大的放大系数时，这种基于重构的超分辨率重建算法总是不能取得很好的效果，在保留图