專利名稱：一種基于聯(lián)合運動估計與超分辨率重建的圖像重建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于聯(lián)合運動估計與超分辨率重建的圖像重建方法。
背景技術(shù)：
圖像分辨率一直是人們衡量圖像質(zhì)量的一項重要指標(biāo)。傳統(tǒng)上人們采用圖像插值法來提高圖像的分辨率，比如雙線性插值算法，三次線性插值算法等等。不過這些方法由于沒有引入新的信息量，因此效果有限。為了進(jìn)一步提高圖像的分辨率，人們提出了超分辨率圖像重建方法來解決這個問題。圖像的超分辨率重建技術(shù)就是利用幾幅低分辨率的圖像，結(jié)合一些圖像的先驗信息，采用現(xiàn)代信號處理技術(shù)去除模糊，噪聲等影響圖像質(zhì)量的因素，從而更加真實的還原原始圖像。這種技術(shù)不僅成本低廉，可以用在各種成像場合，而且不需要對現(xiàn)有的成像設(shè)備作任何的修改。因此，超分辨率圖像重建技術(shù)在衛(wèi)星遙感生物醫(yī)學(xué)圖像，圖像修復(fù)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的超分辨率圖像重建方法中，其運動估計過程和超分辨率重建過程是先后獨立開來的兩個步驟，這種方法由于運動估計過程本身并不完全精確，因此由運動估計過程產(chǎn)生的誤差將會影響到超分辨率重建的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于聯(lián)合運動估計與超分辨率重建的圖像重建方法，通過把運動估計過程與超分辨率重建過程聯(lián)合在一起，在超分辨率重建過程中同時優(yōu)化運動估計參數(shù)的精度，有效地提升超分辨率重建的效果。一種基于聯(lián)合運動估計與超分辨率重建的圖像重建方法，包括如下步驟(1)獲取一幀待重建圖像和N幀參考圖像，對所述的待重建圖像和所有參考圖像進(jìn)行插值放大，得到一幀待重建插值圖像和N幀參考插值圖像，N為大于等于4的自然數(shù)；(2)將所述的待重建插值圖像分別與N幀參考插值圖像進(jìn)行運動估計，得到N個初始運動估計參數(shù)；(3)根據(jù)N幀參考插值圖像，建立關(guān)于圖像融合的數(shù)學(xué)模型，獲取所述的待重建插值圖像和N個初始運動估計參數(shù)，通過融合迭代算法對所述的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行迭代求解，得到待重建融合圖像；所述的關(guān)于圖像融合的數(shù)學(xué)模型為
權(quán)利要求
1.一種基于聯(lián)合運動估計與超分辨率重建的圖像重建方法，包括如下步驟(1)獲取一幀待重建圖像和N幀參考圖像，對所述的待重建圖像和所有參考圖像進(jìn)行插值放大，得到一幀待重建插值圖像和N幀參考插值圖像，N為大于等于4的自然數(shù)；(2)將所述的待重建插值圖像分別與N幀參考插值圖像進(jìn)行運動估計，得到N個初始運動估計參數(shù)；(3)根據(jù)N幀參考插值圖像，建立關(guān)于圖像融合的數(shù)學(xué)模型，獲取所述的待重建插值圖像和N個初始運動估計參數(shù)，通過融合迭代算法對所述的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行迭代求解，得到待重建融合圖像；所述的關(guān)于圖像融合的數(shù)學(xué)模型為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聯(lián)合運動估計與超分辨率重建的圖像重建方法，其特征在于所述的步驟(1)中，對待重建圖像和所有參考圖像進(jìn)行插值放大是通過采用最鄰近插值法、雙線性插值法、三線性插值法或三次卷積插值法實現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聯(lián)合運動估計與超分辨率重建的圖像重建方法，其特征在于所述的步驟( 中，將待重建插值圖像分別與N幀參考插值圖像進(jìn)行運動估計是通過采用分級塊匹配法或光流法實現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聯(lián)合運動估計與超分辨率重建的圖像重建方法，其特征在于所述的步驟(4)中，對待重建融合圖像進(jìn)行去噪聲，去模糊處理是通過采用梯度下降法實現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于聯(lián)合運動估計與超分辨率重建的圖像重建方法，包括(1)對所有低分辨圖像進(jìn)行插值放大；(2)將待重建圖像分別與參考圖像進(jìn)行運動估計；(3)對圖像進(jìn)行融合，獲得融合圖像；(4)對融合圖像進(jìn)行去噪處理，獲得超分辨率重建圖像。本發(fā)明通過把運動估計過程與超分辨率重建過程聯(lián)合在一起，利用若干不同低分辨率的參考圖像相對于待重建圖像的運動估計參數(shù)之間的關(guān)系，在超分辨率重建過程中同時優(yōu)化運動估計參數(shù)的精度，有效地提升了超分辨率重建的效果。因此，本發(fā)明方法被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星遙感生物醫(yī)學(xué)圖像，圖像修復(fù)等領(lǐng)域。
文檔編號G06T5/50GK102194222SQ20111010406
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者唐磊, 謝立 申請人:浙江大學(xué)