一种基于抠像和边缘增强的快速文本图像超分辨率方法技术

本发明专利技术公开了一种基于抠像技术与边缘增强的快速文本图像超分辨率方法。它包括以下步骤：采用基于引导滤波的抠像技术将低分辨率文本图像分为前景色、背景色及前景透明度三个组成部分；分别使用快速插值方法与基于边缘增强的插值方法对低分辨率文本图像的前景色及背景色部分和前景透明度部分进行超分辨率；利用超分辨率后的前景色、背景色及前景透明度部分重构出高分辨率文本图像。本发明专利技术能够快速有效的提高超分辨率后的文本图像质量，改善文本图像的视觉效果，能解决低分辨率文本图像或视频在高分辨率电子设备上的显示和打印等问题，具有非常重要的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种文本图像超分辨率方法，更具体的说是ー种基于抠像与边缘增强的文本图像超分辨率方法。
技术介绍
文本图像超分辨率是图像超分辨率研究的ー个分支，图像超分辨率方法一般来说可以分为三类基于样本学习的方法、基于重构的方法和基于插值的方法。基于样本学习的方法通过学习高分辨率图像块/參数和低分辨率图像块/參数之间的对应关系来解决超分辨率问题，这类方法需要消耗相当长的时间来进行样本训练，而且样本图像的选取对超分结果的影响很大。基于重构的方法通过最小化原始低分辨率图像与由高分辨率图像下采样构成的低分辨率图像之间的误差来迭代出最終的高分辨率图像，这种方法不需要进行训练，但不能保证算法收敛的最終高分辨率图像具有理想视觉效果[3]。相比这些方法，图像插 值方法如双线性插值和双三次插值简单快速，因此获得更加广泛的应用。但是简单的插值方法会造成图像边缘模糊和边缘锯齿。因此，最近出现了ー些基于边缘的插值方法[4_5]，这类方法在进行插值的过程中，尽量保证图像边缘的清晰和连续，因此能一定程度上解决图像边缘的模糊和锯齿问题。但是，与简单的插值方法相比，这类方法的计算消耗过高，很难满足ー些实际应用需求，比如低分辨率文本图像或视频在高分辨率显示器上显示的等。Q.Shan等人提出基于迭代的上采样和去模糊的快速超分辨率方法[6]，但是这种方法容易在去模糊过程中丢失图像纹理或在图像边缘处出现人造痕迹，并且该算法的快速实现需建立在GPU加速的基础上。
技术实现思路
为解决文本图像超分辨率方法速度和效果上存在的上述问题，本专利技术提供了ー种基于抠像和边缘增强的快速文本图像超分辨率方法。本专利技术提出的算法速度快而且能在放大文本图像的同时有效保证文本图像边缘的清晰度。本专利技术解决上述问题的技术方案包括以下步骤I)对低分辨率文本图像进行ニ值化，得到低分辨率文本图像的ニ值图像。2)用低分辨率文本图像及其ニ值图像作为输入，采用基于引导滤波的抠像算法得到文本图像的前景透明度图像；3)根据原文本图像和步骤2)得到的前景透明度图像估计前景色和背景色；4)对低分辨率文本图像的前景色以及背景色部分采用插值算法进行超分辨率处理；5)对低分辨率文本图像的前景透明度部分采用边缘增强插值算法进行超分辨率处理；6)将经过超分辨率处理后的前景色、背景色以及前景透明度组合得到最終的高分辨率文本图像；上述的基于抠像与边缘增强的快速文本图像超分辨率方法中，所述的步骤I)采用大津法来选取文本图像ニ值化的阈值。上述的基于抠像与边缘增强的快速文本图像超分辨率方法中，所述的步骤2)中将低分辨率文本图像作为引导文本图像，对低分辨率文本图像的ニ值化图像进行引导滤波从而得到抠像结果，即低分辨率文本图像的前景透明度。上述的基于抠像与边缘增强的快速文本图像超分辨率方法中，所述的步骤3)中利用引导滤波算法对局部线性模型的解，前景透明度作为引导，把原图像为输入，得到前景色和背景色。上述的基于抠像与边缘增强的快速文本图像超分辨率方法中，所述的步骤3)中采用图像形态学处理中的膨胀腐蚀算法得到前景色和背景色。上述的基于抠像与边缘增强的快速文本图像超分辨率方法中，所述的步骤4)中采用先插值再进行边缘增强与先进行边缘增强再插值相结合的文本图像插值方法。 上述的基于抠像与边缘增强的快速文本图像超分辨率方法中，所述的步骤5)中采用双三次插值方法。上述的基于抠像与边缘增强的快速文本图像超分辨率方法，所述的步骤5)中采用双线性插值方法。上述的基于抠像与边缘增强的快速文本图像超分辨率方法中，所述步骤5)中采用最近邻插值方法。由于采用上述技术方案，本专利技术的技术效果在于本专利技术采用基于抠像技术和边缘增强的文本图像超分辨率方法有效提高了放大后文本图像的清晰度，同时算法的速度很快，因此，可以用于解决低分率文本图像或视频在高分辨率显示器和打印机上的显示和打印等问题，对文本图像的后续处理及其在电子设备上的应用具有重要理论意义和应用价值。附图说明图I为本专利技术的流程图。图2为不同超分辨率方法的文本图像超分辨率结果比较。具体实施例方式參见图1，图I为本专利技术的流程图。输入为低分辨率的灰度或彩色文本图像，输出为高分辨率的灰度或彩色文本图像。本专利技术具体实施步骤如下I.采用基于引导滤波的抠像技术将低分辨率文本图像分为低分辨率前景色护、低分辨率背景色が以及低分辨率前景透明度げ三个部分。其具体步骤为I)对低分辨率文本图像I进行ニ值化得到ニ值文本图像A。ニ值化的阈值TH采用大津法来选取。、-11 ! 'χΑ> (X,>') = (o otherwise2)如公式(2)所示，以原文本图像P为引导文本图像，对得到的ニ值文本图像A进行基于引导滤波的抠像，得到低分辨文本图像的前景透明度部分Ql=GD(A, IL)(2)其中P是为參考文本图像(低分辨率灰度文本图像，如果文本图像为彩色文本图像则通过计算三个颜色通道的平均值将其转换为灰度文本图像)，A是待滤波的步骤I)得到的低分辨率ニ值化文本图像，引导滤波输出结果为低分辨率文本图像的前景透明度部分Ql.引导滤波的具体实施细节如下首先采用线性回归法计算如公式(3)所示代价函数的封闭解ak与bk (如公式(4)、(5)所示)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于抠像和边缘增强的快速文本图像超分辨率方法，包括以下具体步骤：1）对低分辨率文本图像进行二值化，得到低分辨率文本图像的二值图像。2）用低分辨率文本图像及其二值图像作为输入，采用基于引导滤波的抠像算法得到文本图像的前景透明度图像；3）根据原文本图像和步骤2）得到的前景透明度图像估计前景色和背景色；4）对低分辨率文本图像的前景色以及背景色部分采用插值算法进行超分辨率处理；5）对低分辨率文本图像的前景透明度部分采用边缘增强插值算法进行超分辨率处理；6）将经过超分辨率处理后的前景色、背景色以及前景透明度组合得到最终的高分辨率文本图像；

【技术特征摘要】
1.ー种基于抠像和边缘增强的快速文本图像超分辨率方法，包括以下具体步骤 1)对低分辨率文本图像进行ニ值化，得到低分辨率文本图像的ニ值图像。2)用低分辨率文本图像及其ニ值图像作为输入，采用基于引导滤波的抠像算法得到文本图像的前景透明度图像； 3)根据原文本图像和步骤2)得到的前景透明度图像估计前景色和背景色； 4)对低分辨率文本图像的前景色以及背景色部分采用插值算法进行超分辨率处理； 5)对低分辨率文本图像的前景透明度部分采用边缘增强插值算法进行超分辨率处理； 6)将经过超分辨率处理后的前景色、背景色以及前景透明度组合得到最終的高分辨率文本图像；2.根据权利要求I所述的基于抠像与边缘增强的快速文本图像超分辨率方法，所述的步骤I)采用大律法来选取文本图像ニ值化的阈值。3.根据权利要求I所述的基于抠像与边缘增强的快速文本图像超分辨率方法，所述的步骤2)将低分辨率文本图像作为引导文本图像，对低分辨率文本图像的ニ值化图像进行引导滤波从...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树涛，康旭东，孙斌，孙俊，
申请(专利权)人：湖南大学，富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：