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《圖像超分辨率綜述應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、-圖像超分辨率ImageSuperResolution概述 圖像超分辨率是指由一幅低分辨率圖像或圖像序列恢復(fù)出高分辨率圖像。圖像超分辨率技術(shù)分為超分辨率復(fù)原和超分辨率重建。目前，圖像超分辨率研究可分為3個(gè)主要范疇：基于插值、基于重建和基于學(xué)習(xí)的方法．超分辨率(Super-Resolution) 即通過(guò)硬件或軟件的方法提高原有圖像的分辨率，通過(guò)一系列低分辨率的圖像來(lái)得到一幅高分辨率的圖像過(guò)程就是超分辨率重建。超分辨率重建的核心思想就是用時(shí)間帶寬(獲取同一場(chǎng)景的多幀圖像序列)換取空間分辨率,實(shí)現(xiàn)時(shí)間分辨率向空間分辨率
2、的轉(zhuǎn)換。超分辨率圖像重建綜述超分辨率圖像重建(Super-ResolutionImageReconstruction) 在大量的電子圖像應(yīng)用領(lǐng)域，人們經(jīng)常期望得到高分辨率（簡(jiǎn)稱HR）圖像。高分辨率意味著圖像中的像素密度高，能夠提供更多的細(xì)節(jié)，而這些細(xì)節(jié)在許多實(shí)際應(yīng)用中不可或缺。例如，高分辨率醫(yī)療圖像對(duì)于醫(yī)生做出正確的診斷是非常有幫助的；使用高分辨率衛(wèi)星圖像就很容易從相似物中區(qū)別相似的對(duì)象；如果能夠提供高分辨的圖像，計(jì)算機(jī)視覺(jué)中的模式識(shí)別的性能就會(huì)大大提高。自從上世紀(jì)七十年代以來(lái)，電荷耦合器件(CCD)、CMOS圖像
3、傳感器已被廣泛用來(lái)捕獲數(shù)字圖像。盡管對(duì)于大多數(shù)的圖像應(yīng)用來(lái)說(shuō)這些傳感器是合適的，但是當(dāng)前的分辨率水平和消費(fèi)價(jià)格不能滿足今后的需求。例如，人們希望得到一個(gè)便宜的高分辨率數(shù)碼相機(jī)/便攜式攝像機(jī)，或者期望其價(jià)格逐漸下降；科學(xué)家通常需要一個(gè)非常高的接近35毫米模擬膠片的分辨率水平，這樣在放大一個(gè)圖像的時(shí)候就不會(huì)有可見(jiàn)的瑕疵。因此，尋找一種增強(qiáng)當(dāng)前分辨率水平的方法是非常必須的。 增加空間分辨率最直接的解決方法就是通過(guò)傳感器制造技術(shù)減少像素尺寸（例如增加每單元面積的像素?cái)?shù)量）。然而，隨著像素尺寸的減少，光通量也隨之減少，它所產(chǎn)
4、生的散粒噪聲使得圖像質(zhì)量嚴(yán)重惡化。不受散粒噪聲的影響而減少像素的尺寸有一個(gè)極限，對(duì)于0.35微米的CMOS處理器，像素的理想極限尺寸大約是40平方微米。當(dāng)前的圖像傳感器技術(shù)大多能達(dá)到這個(gè)水平。在許多高分辨率圖像的商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，高精度光學(xué)和圖像傳感器的高價(jià)格也是一個(gè)必須考慮的重要因素。因此，有必要采用一種新的方法來(lái)增加空間分辨率，從而克服傳感器和光學(xué)制造技術(shù)的限制?！ ∫环N很有前途的方法就是采用信號(hào)處理的方法從多個(gè)可觀察到的低分辨率（簡(jiǎn)稱LR）圖像得到高分辨率圖像。最近這樣的一種分辨率增強(qiáng)技術(shù)正成為最熱的研究領(lǐng)域之一，
5、在文獻(xiàn)中人們把它叫超分辨率（簡(jiǎn)稱SR或者HR）圖像復(fù)原或者簡(jiǎn)單地叫做分辨率增強(qiáng)。本文中我們用“超分辨率圖像復(fù)原”這個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)指分辨率增強(qiáng)的信號(hào)處理方法，因?yàn)樵诳朔头直媛蕡D像系統(tǒng)固有的分辨率限制方面，“超分率”術(shù)語(yǔ)中的“超”.---字代表了一個(gè)非常好的技術(shù)特性。信號(hào)處理方法最大的好處就是它的成本低，同時(shí)現(xiàn)存的低分辨率圖像系統(tǒng)仍能使用。在許多實(shí)際應(yīng)用中，特別是在醫(yī)療圖像、衛(wèi)星圖像和視頻等領(lǐng)域，同樣場(chǎng)景的多幀低分辨率圖像很容易得到的情況下，SR圖像復(fù)原被證明是非常有用的。一種應(yīng)用就是用便宜的LR數(shù)碼相機(jī)/便攜式攝像機(jī)復(fù)原高
6、質(zhì)量的數(shù)字圖像以便打印/停格使用，通常對(duì)于一個(gè)便攜式攝像機(jī)，很有可能連續(xù)顯示放大幀；另外一種非常重要的應(yīng)用是在監(jiān)控、法院、科學(xué)、醫(yī)療和衛(wèi)星圖像應(yīng)用中縮放感興趣區(qū)域（簡(jiǎn)稱ROI），例如，在監(jiān)控和法院中，目前數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（簡(jiǎn)稱DVR）已經(jīng)普遍取代了閉路電視（簡(jiǎn)稱CCTV），就很有必要放大場(chǎng)景中的目標(biāo)如汽車(chē)牌照或者疑犯的臉部。在諸如CT和核磁共振（簡(jiǎn)稱MRI）等醫(yī)療應(yīng)用中，分辨率質(zhì)量有限的而獲取多幅圖像有是可能的情況下，SR技術(shù)是非常有用的；在遙感和地球資源衛(wèi)星（簡(jiǎn)稱LANDSAT）一類(lèi)衛(wèi)星圖像應(yīng)用中，在同一地區(qū)的多幅圖像可
7、提供的情況下，可以考慮使用SR技術(shù)增強(qiáng)目標(biāo)的分辨率；另外一種非常迫切而現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用是把一般的NTSC格式低清電視信號(hào)轉(zhuǎn)換為高清電視信號(hào)（簡(jiǎn)稱HDTV）而不失真地在HDTV上播放?！ ∥覀?nèi)绾螐亩喾鵏R圖像中得到HR圖像？在基于SR的空間分辨率增強(qiáng)技術(shù)中，其基本前提是通過(guò)同一場(chǎng)景可以獲取多幅LR細(xì)節(jié)圖像。在SR中，典型地認(rèn)為L(zhǎng)R圖像代表了同一場(chǎng)景的不同側(cè)面，也就是說(shuō)LR圖像是基于亞像素精度的平移亞采樣。如果僅僅是整數(shù)單位的像素平移，那么每幅圖像中都包含了相同的信息，這樣就不能為HR圖像的復(fù)原提供新的信息。如果每幅LR圖像
8、彼此之間都是不同的亞像素平移，那么它們彼此之間就不會(huì)相互包含，在這種情況下，每一幅LR圖像都會(huì)為HR圖像的復(fù)原提供一些不同的信息。為了得到同一場(chǎng)景的不同側(cè)面，必須通過(guò)一幀接一幀的多場(chǎng)景或者視頻序列的相關(guān)的場(chǎng)景運(yùn)動(dòng)。我們可以通過(guò)一臺(tái)照相機(jī)的多次拍攝或者在不同地點(diǎn)的多臺(tái)照相機(jī)獲取多個(gè)場(chǎng)景，例如在軌道衛(wèi)星一類(lèi)可控制的圖像應(yīng)用中，這種場(chǎng)景運(yùn)動(dòng)是能夠?qū)崿F(xiàn)
