本发明专利技术公开了一种基于联合运动估计与超分辨率重建的图像重建方法，包括：(1)对所有低分辨图像进行插值放大；(2)将待重建图像分别与参考图像进行运动估计；(3)对图像进行融合，获得融合图像；(4)对融合图像进行去噪处理，获得超分辨率重建图像。本发明专利技术通过把运动估计过程与超分辨率重建过程联合在一起，利用若干不同低分辨率的参考图像相对于待重建图像的运动估计参数之间的关系，在超分辨率重建过程中同时优化运动估计参数的精度，有效地提升了超分辨率重建的效果。因此，本发明专利技术方法被广泛应用于卫星遥感生物医学图像，图像修复等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于图像处理
，具体涉及。
技术介绍
图像分辨率一直是人们衡量图像质量的一项重要指标。传统上人们采用图像插值法来提高图像的分辨率，比如双线性插值算法，三次线性插值算法等等。不过这些方法由于没有引入新的信息量，因此效果有限。为了进一步提高图像的分辨率，人们提出了超分辨率图像重建方法来解决这个问题。图像的超分辨率重建技术就是利用几幅低分辨率的图像，结合一些图像的先验信息，采用现代信号处理技术去除模糊，噪声等影响图像质量的因素，从而更加真实的还原原始图像。这种技术不仅成本低廉，可以用在各种成像场合，而且不需要对现有的成像设备作任何的修改。因此，超分辨率图像重建技术在卫星遥感生物医学图像，图像修复等领域都有广泛的应用。传统的超分辨率图像重建方法中，其运动估计过程和超分辨率重建过程是先后独立开来的两个步骤，这种方法由于运动估计过程本身并不完全精确，因此由运动估计过程产生的误差将会影响到超分辨率重建的效果。
技术实现思路
本专利技术提供了，通过把运动估计过程与超分辨率重建过程联合在一起，在超分辨率重建过程中同时优化运动估计参数的精度，有效地提升超分辨率重建的效果。，包括如下步骤(1)获取一帧待重建图像和N帧参考图像，对所述的待重建图像和所有参考图像进行插值放大，得到一帧待重建插值图像和N帧参考插值图像，N为大于等于4的自然数；(2)将所述的待重建插值图像分别与N帧参考插值图像进行运动估计，得到N个初始运动估计参数；(3)根据N帧参考插值图像，建立关于图像融合的数学模型，获取所述的待重建插值图像和N个初始运动估计参数，通过融合迭代算法对所述的数学模型进行迭代求解，得到待重建融合图像；所述的关于图像融合的数学模型为本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于联合运动估计与超分辨率重建的图像重建方法，包括如下步骤：（１）获取一帧待重建图像和Ｎ帧参考图像，对所述的待重建图像和所有参考图像进行插值放大，得到一帧待重建插值图像和Ｎ帧参考插值图像，Ｎ为大于等于４的自然数；（２）将所述的待重建插值图像分别与Ｎ帧参考插值图像进行运动估计，得到Ｎ个初始运动估计参数；（３）根据Ｎ帧参考插值图像，建立关于图像融合的数学模型，获取所述的待重建插值图像和Ｎ个初始运动估计参数，通过融合迭代算法对所述的数学模型进行迭代求解，得到待重建融合图像；所述的关于图像融合的数学模型为：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｆ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｚ（／ｍｉ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）．（／ｍｏ）?（ｍｏ）．（／ｍｏ）?（ｍｏ）．（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｚ（／ｍｉ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）＆ｌａｍｂｄａ；＆ｅｐｓｉｖ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）ｎ为迭代次数；ξ和ζ为迭代步长参数；η为阈值参数；其中，式４是为迭代终止条件，当式４成立，融合迭代算法终止，输出Ｚｎ＋１，将Ｚｎ＋１作为待重建融合图像；（４）对所述的待重建融合图像进行去噪声，去模糊处理，得到超分辨率重建图像。／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）式２、３、４中：为Ｙｋ对应的初始运动估计参数第ｎ次迭代后的运动估计参数，其初始值为Ｙｋ对应的初始运动估计参数；Ｚｎ为待重建插值图像第ｎ次迭代后的融合图像，其初始值Ｚ０为待重建插值图像；?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｏ）＆ｌｔ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）４（／ｍｎ）?（ｍｏ））（（ｍｉ）Ｚ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｚ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｆｒａｃ））?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｚ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ／ｍｓｕｐ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（／ｍｔａｂｌｅ）?（／ｍｆｅｎｃｅｄ）?ｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｙ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｆ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍ...
【技术特征摘要】
1.一种基于联合运动估计与超分辨率重建的图像重建方法，包括如下步骤(1)获取一帧待重建图像和N帧参考图像，对所述的待重建图像和所有参考图像进行插值放大，得到一帧待重建插值图像和N帧参考插值图像，N为大于等于4的自然数；(2)将所述的待重建插值图像分别与N帧参考插值图像进行运动估计，得到N个初始运动估计参数；(3)根据N帧参考插值图像，建立关于图像融合的数学模型，获取所述的待重建插值图像和N个初始运动估计参数，通过融合迭代算法对所述的数学模型进行迭代求解，得到待重建融合图像；所述的关于图像融合的数学模型为2.根据权利要求1所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢立，唐磊，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86
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