[发明专利]一种基于光照分离的图像超分辨率增强方法

权利要求书

1.一种基于光照分离的图像超分辨率增强方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，建立含有多幅高分辨率图像的训练图像库；

步骤2，对所述训练图像库中的每一幅高分辨率图像进行光照分离处理，得到光照不变图像和光照图像；

步骤3，对所述步骤2得到的所述光照不变图像进行降质处理得到对应的低分辨率图像；

步骤4，对所述高分辨率图像与所述步骤3得到的相应的低分辨率图像进行求差，得到高频信息图像；

步骤5，针对所述步骤3得到的低分辨率图像和所述步骤4得到的高频信息图像，将所述低分辨率图像和所述高频信息图像分成多个重叠的高频信息图像块和低分辨率图像块，根据图像块的对应位置，建立多个高-低分辨率图像块对，并分别对高频信息图像块和低分辨率图像块提取高频特征向量和低频特征向量，将提取得到的高频特征向量和低频特征向量对组成先验知识库；

步骤6，将待增强的低分辨率图像扩大到增强后的尺寸；

步骤7，利用光照分离处理方法，对扩大后的低分辨率图像进行光照预处理，得到光照不变图像和光照图像；

步骤8，将所述步骤7中得到的光照不变图像分成多个重叠的图像块，并对每一图像块提取与所述步骤5中提取的特征相同的特征向量；

步骤9，基于所述步骤8提取得到的特征向量在所述先验知识库中查询得到与所述步骤8提取得到的特征向量最匹配的多个特征向量，从而根据所述特征向量或者所述特征向量之间的对应关系获取对应的高频信息图像块；

步骤10，将所述步骤9得到的高频信息图像块与所述步骤7中得到的光照不变图像叠加融合，得到光照不变的高分辨率图像；

步骤11，对所述步骤7中得到的光照图像与所述光照不变的高分辨率图像进行图像融合，得到增强后的高分辨率图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，依次采用高斯平滑、降采样以及插值得到所述低分辨率图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低分辨率图像与所述光照不变图像同尺寸。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中，所述高频特征向量直接由高频信息图像块中相应的图像信息构成。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中，所述低频特征向量由相应低分辨率图像块的灰度特征、梯度特征或统计特征构成。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述统计特征为直方图。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6中通过插值方法将扩大待增强的低分辨率图像。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤9中，采用向量相似度计算方法对特征向量进行匹配。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述向量相似度计算方法为根据欧式距离、加权欧式距离或马氏距离进行向量相似度计算。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤10和所述步骤11中，采用像素级的融合方法对图像进行融合。