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基于自学习的稀疏正则化图像超分辨率方法
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:仪器仪表学报
  • 时间:2015.1.15
  • 页码:194-200
  • 分类:TP391.41[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] TH744[机械工程—光学工程;机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]武汉科技大学信息科学与工程学院,武汉430081, [2]山东大学控制科学与工程学院,济南250061
  • 相关基金:国家自然科学基金(81070853,61203261); 湖北省自然科学基金(2010CDB03301,2013CFB333); 高等学校博士学科点专项科研基金(20124219120002)资助项目
  • 相关项目:显著性多特征融合人脸识别研究
中文摘要:

如何设计既能够保持边缘与纹理结构又具有较低计算复杂度的图像超分辨率算法是目前该领域有待解决的难点问题。在Bayesian统计框架下建立了一种新的基于稀疏正则化的图像超分辨模型。模型中的保真项度量理想图像在退化模型下与观测图像的一致性,稀疏正则项刻画理想图像在词典下的稀疏表示。该模型还引入了图像的非局部自相似性和超拉普拉斯先验作为正则化约束。为使稀疏域更好地表征高分辨率图像,选取高分辨率图像块的高频特征进行稀疏表示,由此增强了稀疏模型的有效性。将词典学习融入到超分辨率重建过程中,即直接从当前估计的高分辨率图像特征块学习词典,与从训练样本库中学习词典相比,这种自学习的方法对不同图像的自适应性更强,并且减少了运算量。实验结果表明,该方法可以重建清晰的图像边缘,减小振铃效应,并且对噪声具有很好的鲁棒性。

英文摘要:

It is difficult to design an image super-resolution algorithm that can not only preserve image edges and texture structure but also keep lower computational complexity. A new super-resolution model based on sparsity regularization in Bayesian framework is presented. The fidelity term restricts the underlying image to be consistent with the observation image in terms of the image degradation model. The sparsity regularization term constraints the underlying image with a sparse representation in a proper dictionary. We also introduce the non-local self-similarity and hyper-laplacian prior as regularization constraints into the model. In order to make the sparse domain better represent the underlying image,high-frequency features extracted from the underlying image patches are used for sparse representation,which increases the effectiveness of sparse modeling. The dictionary learning into the super-resolution process is incorporated,in this way the dictionary can be learned directly from the currently estimated high-resolution image feature patches. Compared with learning dictionary from pre-collected training data,the self-learning method has stronger adaptability to different images,and reduces computation cost. Experimental results show that our method can reconstruct clear and sharp image edges,reduces ringing effects and has good robustness to noise.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481