一种单帧图像超分辨率重构方法

摘要

本发明属于信号与图像处理领域，具体为一种单帧图像超分辨率重构方法，采用二阶差分方法计算源图像中像素点各方向的相关性，根据相关性的大小选择加权系数，利用牛顿插值方法对各方向进行插值计算，对插值结果进行加权求和获得最终超分辨率图像。本发明可应用于图像复原领域中。

主权项

一种单帧图像超分辨率重构方法，其特征在于，利用源图像中像素点不同方向的相关信息实现单帧图像的超分辨率重构；采用二阶差分方法计算源图像中像素点各方向的相关性；根据相关性的大小选择加权系数，利用牛顿插值方法对各方向进行插值计算，对插值结果进行加权求和获得最终超分辨率图像；f_j，m+1为源图像第j行中第i+1列与第i+2列像素之间的插值像素结果，也就是插值后的图像中的第m+1列像素位于源图像中的第i+1列与第i+2列像素之间，采用f_j，i、f_j，i+1和f_j，i+2三个源像素进行横向正向插值计算求得插值结果为f′_j，m+1，采用f_j，i+3、f_j，i+2和f_j，i+1三个源像素进行横向反向插值计算求得插值结果为f″_j，m+1，超分辨率图像中f_j，m+1的计算结果为： f_j，m+1＝w₁f′_j，m+1+w₂f″_j，m+1    (1) 上式中w₁和w₂为正向和反向插值的相关性加权系数，源像素点的相关性可采用二阶差分进行计算求得，即： Δ²f₊＝|(f_j，i+2‑f_j，i+1)‑(f_j，i+1‑f_j，i)|＝|f_j，i+2‑2f_j，i+1+f_j，i|       (2) Δ²f_‑＝|(f_j，i+1‑f_j，i+2)‑(f_j，i+2‑f_j，i+3)|＝|f_j，i+1‑2f_j，i+2+f_j，i+3|    (3)$w_1=\frac{{\Delta }^2{f}_{+}}{{\Delta }^2{f}_{+}+{\Delta }^2{f}_{-}}---\left(4\right)$$w_2=\frac{{\Delta }^2{f}_{-}}{{\Delta }^2{f}_{+}+{\Delta }^2{f}_{-}}---\left(5\right)$ w₁和w₂分别按式(4)和式(5)计算。