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基于多相组重建的航空图像超分辨率算法
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 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]
  • 作者机构:[1]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春130033, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:60902067)和吉林省重大科技攻关项目(批准号:11ZDGG001)资助的课题.
中文摘要:

为提高航空图像的空间分辨率,提出一种基于多相组重建的超分辨率算法。融合图像间的互补信息,将多帧低分辨率图像作为图像基,参考帧分解为多相组,利用差异采样特性构建图像基与参考帧之间的的多相组线性关系重建得到高分辨率图像的多项组,经图像多相分解逆变换获得融合的高分辨率图像。根据该融合图像的局部内容和结构信息自适应调整控制核核函数,应用改进的控制核回归算法去除图像模糊和噪声得到清晰的超分辨率图像。与传统算法相比,该算法无需图像配准和迭代过程,计算效率极大地提高。实验结果表明,本文算法能够有效提高航空图像的空间分辨率,在定量评价指标和主观视觉效果方面都有显著提高。

英文摘要:

Multi-frame super resolution reconstruction is a technology for obtaining a high resolution image from a set of blurred and aliased low resolution images. The most popular and widely used super resolution methods are motion based. However, the estimation of motion information (registration) is very dicult, computationally expensive and inaccurate, especially for aerial image. The sub-pixel registration error restricts the performance of the subsequent super resolution. Instead of trying to parameterize the motion estimation model, this paper proposes an image super resolution framework based on the polyphase components reconstruction algorithm and an improved steering kernel regression algorithm. Given an image observation model, a reversible 2D polyphase decomposition, which breaks down a high resolution image into polyphase components, is obtained. Though the assumption of diversity sampling, this paper adopts a fundamentally different approach, in which the low-resolution frames is used as the basis and the reference frame as the reference sub-polyphase component of the high resolution image for recovering the polyphase components of the high resolution image. The polyphase components, which fuse the low resolution frames with the complementary details, can be obtained by computing their expansion coecients in terms of this basis using the available sub-polyphase components and then inversely transforming them into a high resolution image. This paper accomplishes this by formulating the problem as the maximum likelihood estimation, which guarantees a close-to-perfect solution. Furthermore, this paper proposes an improved steering kernel regression algorithm, to help restore the fusion image with mild blur and random noise. This paper adaptively refines the steering kernel regression function according to the local region context and structures. Thus, this new algorithm not only effectively combines denoising and deblurring together, but also preserves the edge information. Our framework develops an ecient

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876