基于正則化的自適應(yīng)超分辨率圖像重建算法研究.pdf

1、超分辨率（Super-Resolution，SR）圖像重建技術(shù)，是近年來(lái)圖像處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。其核心思想是，利用同一場(chǎng)景的多幅低分辨率圖像間信息的互補(bǔ)性，或一幅低分辨率圖像內(nèi)不同部分結(jié)構(gòu)的相似性，重建出一幅細(xì)節(jié)更加豐富的高分辨率圖像。本文在正則化理論的超分辨率重建方法框架下，圍繞運(yùn)動(dòng)估計(jì)和重建模型的建立這兩大超分辨率重建的關(guān)鍵問題展開研究。主要研究工作和成果如下:
　　(1)運(yùn)動(dòng)估計(jì)是多幀圖像超分辨率重建方法中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，運(yùn)

2、動(dòng)估計(jì)的精度直接影響多幀圖像的超分辨重建的效果。論文研究了一種基于泰勒級(jí)數(shù)展開的圖像運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，該方法在迭代求解過程中引入高斯金字塔結(jié)構(gòu)，能夠精確快速地估計(jì)運(yùn)動(dòng)參數(shù);提出了一種改進(jìn)的金字塔LK光流算法，該方法結(jié)合了LK光流算法和泰勒級(jí)數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)，能對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)圖像實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)估計(jì)。實(shí)驗(yàn)表明，本文的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法具有亞像素精度，在應(yīng)用于實(shí)際運(yùn)動(dòng)估計(jì)中能取得足夠高的精度。
　　(2)針對(duì)基于雙邊全變差(Bilateral Total Var

3、iation，BTV)正則化的圖像超分辨率重建模型的不足，提出了一種基于BTV正則化的局部結(jié)構(gòu)自適應(yīng)超分辨率重建方法，該方法根據(jù)局部結(jié)構(gòu)，自適應(yīng)選擇先驗(yàn)?zāi)Ｐ秃驼齽t參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文方法能夠得到更好的重建結(jié)果，并且顯著減少手動(dòng)選擇正則參數(shù)的工作量。
　　(3)針對(duì)單幀圖像超分辨率重建問題，研究了基于稀疏正則化的自適應(yīng)超分辨率重建算法。該方法使用非局部均值法對(duì)圖像進(jìn)行復(fù)原去噪處理，實(shí)現(xiàn)了利用自然圖像非局部的自我相似性對(duì)圖像進(jìn)行學(xué)