【技术实现步骤摘要】
一种缩放尺度补偿的非局部性图像超分辨率方法及系统
本专利技术属于数字图像超分辨率
,具体涉及一种缩放尺度补偿的非局部性图像超分辨率方法及系统。
技术介绍
超分辨率图像处理技术是利用多帧关于同一场景的有相互位移的低分辨率降质图像来重建高分辨率高质量图像的技术。基于多帧图像的超分辨率重建的目标是把一系列的低分辨率图像融合成一幅高分辨率图像。其有效性基于假设——多个相邻帧的低分辨率图像中包含相互补充的信息。利用这些信息,可以生成一副较高分辨率的图像。这项技术广泛应用在图像增强,监视器等领域中。多帧融合技术的关键在于从邻域内得到的互补信息的精确度与质量。传统的多帧融合算法往往追求更精确的运动估计以提高获取信息的位置精确度。但存在一些不可避免区域的无法进行精确估计(如因遮挡而使得部分区域在某一帧中不存在),这将会大大损害复原图像的质量。为了避免运动估计,Potter等人把非局部方法从一种去噪算法扩展成不需要运动估计的超分辨率方法。该算法通过度量块之间的相似度,加权计算出中心像素的值。Potter等人提出的非局部超分辨率方法仅仅是一个基础框架,可以在这个框架上进行多种多样的扩展或修改以达到提升性能的目的。其中一类提升是自适应的参数选择,即通过研究块的大小以及搜索窗口的大小与非局部方法性能间的关系,自适应地选择这些参数。Zeng等人将图像分成多个区域在不同区域应用不同的参数进行非局部超分辨率以达到比统一参数更好的效果。Cheng等人提出的对搜索窗口和块大小进行自适应的选取。还有学者对非局部超分辨率算法中块匹配进行了修改提高。如Gao等人提出了用ZernikeMom ...
【技术保护点】
一种缩放尺度补偿的非局部性图像超分辨率方法,包括以下步骤:将视频序列中的相邻数帧上插到设定的高分辨率图像;计算相邻帧间的尺度差异;对于待超分辨率的原始图像中除边缘像素点外的每一个像素点P,根据所述相邻帧中与像素点P相对应像素点在同一尺度上的相似度,计算得到像素点P超分辨率后的像素值。
【技术特征摘要】
1.一种缩放尺度补偿的非局部性图像超分辨率方法,包括以下步骤:将视频序列中的相邻数帧上插到设定的高分辨率图像;计算相邻帧间的尺度差异;对于待超分辨率的原始图像中除边缘像素点外的每一个像素点P,根据所述相邻帧中与像素点P相对应像素点在同一尺度上的相似度,计算得到像素点P超分辨率后的像素值。2.如权利要求1所述的非局部性图像超分辨率方法,其特征在于:所述相邻数帧为3帧、5帧或7帧。3.如权利要求1所述的非局部性图像超分辨率方法,其特征在于:所述相邻帧间的尺度差异St采用如下公式计算:其中,NM表示相邻两帧中匹配上的特征像素点的数量,M表示两帧图像匹配上的像素点对集合,Sr、Sc分别表示相邻两帧中特征像素点的尺度信息。4.如权利要求1~3中任一项所述的非局部性图像超分辨率方法,其特征在于:所述像素点P超分辨率后像素值的计算方法如下:在所述高分辨率图像中选择一幅图像A,在图像A中确定与所述像素点P对应的像素点P′为中心的局部块,作为原始块;在所述图像A中和其相邻帧中的参考区域内选择与所述原始块相对应的参考块;根据所述尺度差异将所述参考块下采至与所述原始块相同的尺度,计算所述原始块与所述参考块的相似度;根据所述相似度,计算所有参考块中心点对于原始块中心点的权重;将所述权重与所述像素点P的像素值进行加权平均,得到像素点P超分辨率后的像素值。5.如权利要求4所述的非局部性图像超分辨率方法,其特征在于:所述原始块大小的取值范围在11×11像素点至17×17像素点之间;所述参考区域大小的取值范围在21×21像素点至35×35像素点之间。6.如权利要求4所述的非局部性图像超分辨率方法,其特征在于:在所述图像A中的参考区域内选择与所述原始块相对应参考块的方法如下:在以所述像素点P′为中心的参考区域内,选择每个原始像素点作为每个参考块的中心点,所述参考块的大小与所述原始块的大小相同。7.如权利要求4所述的非局部性图像超分辨率方法,其特征在于:在所述图像A的相邻帧中的参考区域内选择与所述原始块相对应参考块的方法如下:在所述相邻帧中,以与像素点P′相对应的像素点P"为中心的参考区域内,选择每个原始像素点作为每个参考块的中心点,所述参考块大小与所述原始块的大小比例和两块所属相邻帧间的尺度差异比例相同。8.如权利要求4所述的非局部性图像超分辨率方法,其特征在于:所述根据所述尺度差异将所述参考块下采至与所述原始块相同的尺度采用如下公式计算:MP(i,j,t)=I(st)R(st,i,j)yt,其中,yt表示第t个参考块,R(St,i,j)表示对其进行的以(i,j)为中心...
【专利技术属性】
技术研发人员:李翘楚,刘家瑛,杨撒博雅,郭宗明,
申请(专利权)人:北京大学,北大方正集团有限公司,北京北大方正电子有限公司,
类型:发明
国别省市:北京;11
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