[发明专利]基于关键帧和非局部约束的视频超分辨方法

权利要求书

1.一种基于关键帧和非局部约束的视频超分辨方法，包括如下步骤：

(1)输入视频X，提取其中的每一帧图像，得到高分辨率图像帧X_h,h＝1,...,M,和低分辨率图像帧X_t,t＝1,...,N,并定义这些高分辨率图像为关键帧，定义这些低分辨率图像为非关键帧，其中M为视频中高分辨率图像的帧数，N为视频中低分辨率图像的帧数；

(2)利用视频中高分辨率图像帧与低分辨率图像帧的关系，对低分辨率图像帧X_t中的任意一帧图像进行超分辨重建：

2a)对任意一帧低分辨率图像S进行双三次插值放大，放大因子λ＝2,获得低分辨率放大图像Y_o；

2b)通过高通滤波器对距离低分辨率图像S最近的一帧高分辨率图像进行滤波，将该高分辨率图像分解为高频分量X_p和低频分量X_o；

2c)在低频分量X_o中提取低频图像块U为低频图像块的数目，在低分辨率放大图像Y_o中提取放大图像块K为放大图像块的数目；

2d)对提取的低频图像块X_o^j进行k-means聚类，将其分成50类，得到每一类的聚类中心；

2e)用放大图像块Y_oⁱ与上步获得的聚类中心作比较，找到与其最为相似的那一类，并在这一类中找到与放大图像块Y_oⁱ最相似的3个近邻低频图像块为最相似的近邻块的数目；

2f)利用上步得到的最相似的低频图像块在高频分量X_p中找到与其相对应的高频图像块并对这些高频图像块进行非局部加权，得到合成的高频图像块Y_fⁱ：

Yfi=Σqwiq*yhq,]]>

其中，为非局部加权系数：

wiq=exp(-||Yoi-yiq||2/h)/ci,]]>

其中c_i为归一化参数，ci=Σq=13exp(-||Yoi-yiq||2/h),h=100;]]>

2g)根据合成的高频图像块Y_fⁱ和低分辨率放大图像块Y_oⁱ，块得到高分辨图像块

Yhi=Yoi+Yfi;]]>

2h)对高分辨图像块求和，得到高分辨图像Y_p：

Yp=ΣiYhi;]]>

(3)重复步骤2，对视频X中低分辨率图像的每一帧进行超分辨重建，得到重建后的高分辨率图像帧V_t；

(4)对视频X中原有的高分辨率图像帧X_h和重建后的高分辨率图像帧V_t求和，得到高分辨率视频Z：

Z=X_h+V_t。