一种基于压缩感知理论的红外图像超分辨率重建方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201510187916.7
申 请 日：20150420
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20181009
公 开 号：CN104766273B
代 理 人：王海凤
代理机构：重庆博凯知识产权代理有限公司 50212
摘 要：本发明涉及一种基于压缩感知理论的红外图像超分辨率重建方法，该方法以低分辨率图像为基础，对其进行分块，将低分辨率图像块视为对相应高分辨率图像块的下采样观测，建立下采样模型并写出下采样矩阵；构造高分辨率图像块的稀疏变换矩阵，并与观测矩阵相乘得到传感矩阵；根据低分辨率块和传感矩阵采用OMP算法重建高分辨率图像块的稀疏系数，再将稀疏变换矩阵和稀疏系数相乘得到高分辨率图像块。最后，将所有的高分辨率图像块进行拼接，得到高分辨率重建图像。该方法具有容易实现、运算块、性能稳定、抗噪效果好的优点；用差分运算生成差分变换矩阵和实现稀疏变换，避免了冗余字典训练的复杂计算，有利于消除图像的散粒噪声，具有降噪优势。
主 权 项：一种基于压缩感知理论的红外图像超分辨率重建方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：通过红外成像器材获取图像，将所获取的图像视为对高分辨率图像的下采样观测，所获取的图像记为低分辨率图像；S2：对所述低分辨率图像进行分块，得到低分辨率图像块集{Y}，Y表示低分辨率图像块集中任意一个低分辨率图像块，大小为M×N,其中M，N分别为低分辨率图像块的行、列像素点个数；设对低分辨率图像进行分块时，相邻低分辨率图像块在纵、横两方向重叠像素数均为K，其中,0≤K＜MIN(M,N)；记上述低分辨率图像块Y对应的高分辨率图像块为X,大小为2M×2N；S2A：下采样模型为：Y视为将X相邻四点取平均变成一点后得到的下采样结果；S2B：将低分辨率图像块Y和与其对应的高分辨率图像块X分别按先行后列的顺序组合成向量X、Y，维数分别为4MN×1及MN×1；下采样过程用下采样矩阵D描述，则得到数学表达式(1)：Y＝DX???(1)；所述下采样矩阵D维数为MN×4MN；S3：构造下采样矩阵D；S4：构造稀疏变换矩阵H，则向量X由式(6)表示：X＝HX′???(6)；其中，X′表示稀疏系数；S5：重建高分辨率图像块，重建步骤如下：S5A：将式(6)代入式(1)得式(7)：Y＝DHX′＝AX′???(7)；其中A为传感矩阵，A＝DH，其维数为MN×4MN；S5B：采用正交匹配追踪算法重构稀疏系数X′；S5C：采用重构的稀疏系数X′，由式(6)计算出高分辨率图像块X的向量X，将向量X重新排列成2M×2N的矩阵形式，得到高分辨率图像块X；S6：对低分辨率图像块集{Y}中的每个低分辨率图像块均重复步骤S5的操作，得到每个低分辨率图像块对应的高分辨率图像块；将得到的所有高分辨率图像块进行拼接，则得到所述低分辨率图像对应的高分辨率图像。
关 键 词：
法律状态：生效
IPC专利分类号：G06T3/40