基于全变分迭代反向投影的单帧图像空间分辨率增强方法

摘要

本发明公开了一种基于全变分迭代反向投影的单帧图像空间分辨率增强方法，其方法是：(1)利用双线性插值获取低分辨率图像Il的初始高分辨率估计图像(2)利用成像退化模型对降质，将Il与降质后图像作差获取反向投影误差e；(3)利用双线性插值对e上采样，得投影误差ez；(4)利用全变分方法对ez正则化，得修正后的上采样投影误差eTV；(5)利用eTV对进行修正，得反向投影后的高分辨率图像IBP；(6)利用全变分方法对IBP进行正则化，得全变分反向投影处理后的高分辨率图像ITV；(7)将本轮得到的ITV反馈到第(2)步取代进行下一轮反向投影和正则化处理。本发明有效提高了对图像边缘特征的保持，降低图像高分辨率估计值与实际值之间的偏差，可用于单帧灰度或彩色图像的超分辨率复原。

主权项

1.基于全变分迭代反向投影的单帧图像空间分辨率增强方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)利用双线性插值方法对低分辨率图像I^l进行插值，获取高分辨率图像的估计值$\widehat{I^h}=\left(I^l\right){\uparrow }_S$式中，↑_S代表S倍双线性插值算子；(2)利用退化模型对进行包括模糊和下采样的降质处理，而后与低分辨率图像I^l作差，计算出反向投影误差e；(3)利用双线性插值方法对反向投影误差进行插值，获取上采样的投影误差e^z；(4)利用全变分方法对投影误差e^z进行正则化，得到修正后的上采样投影误差e^TV；(5)利用e^TV对高分辨率图像的估计值进行修正，得到反向投影后的高分辨率图像I^BP；(6)再次利用全变分方法对I^BP进行正则化，得到全变分反向投影处理后的高分辨率图像$I^{\mathrm{TV}}=I^{\mathrm{BP}}+\mathrm{\Delta t}·\lambda ·(I^{\mathrm{BP}}-I_f^{\mathrm{BP}})+\mathrm{\Delta t}·▿\frac{{▿I}^{\mathrm{BP}}}{\left|{▿I}^{\mathrm{BP}}\right|}$式中，Δt为时间步长，λ为正则化参数，为偏导数算子，I^BP为本轮步骤(5)得到反向投影后的高分辨率图像，为上一轮步骤(5)得到反向投影后的高分辨率图像；(7)将I^TV反馈到步骤(2)中取代进行下一轮的反向投影和正则化处理。