[发明专利]一种基于置信度核回归的图像超分辨率重建方法

权利要求书

1.一种基于置信度核回归的图像超分辨率重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A，输入N帧图像，其中每一帧均带有随机亚像素平移并被模糊和噪声污染；N为自然数；

步骤B，以第一帧图像为参考帧，对其余各帧图像进行亚像素运动估计，得到其余各帧图像的运动参数；

步骤C，根据估计出的其余各帧图像的运动参数，将所有N帧图像投射到一个标准网格中，此时网格内呈现一幅图像z(x_i)，其像素为非均匀分布；其中，x_i表示第i个样本像素点坐标；所述标准网格的单元格都是正方形，且该标准网格的分辨率大于所述N帧图像的分辨率；

步骤D，利用经典核回归对步骤C所得的非均匀分布图像z(x_i)进行插值，获得该非均匀分布图像z(xi)的初始估计以及非均匀分布图像z(x_i)的一阶导数和所得的一阶导数用于计算样本像素点x_i的协方差矩阵，其中x₁、x₂分别是图像中像素的横坐标和纵坐标；

步骤E，利用步骤D中获得的一阶导数和计算每个样本像素点x_i的协方差矩阵C_i，其表达式如下：

Ci=JiTJi]]>

其中，Ji=......∂z(xj)/∂x1∂z(xj)/∂x2......,]]>x_j为以坐标x_i为中心的邻域中的样本像素坐标，J_i的行数等于此邻域中的样本像素数；

步骤F，构造置信度核函数K_i(x-x_i)；其表达式为：

Ki(x-xi)=det(Ci)2πh2exp[-12h2(x-xi)TCi(x-xi)]×Si]]>

其中，x＝[x₁,x₂]^T，S_i是置信度权值，h为平滑参数，用来调节核函数的覆盖范围；

步骤G，对非均匀分布图像z(x_i)插值，根据步骤F得到的置信度核函数K_i(x-x_i)，对非均匀分布图像z(x_i)执行置信度核回归，实现插值，从而获得均匀分布图像z(x)；

步骤H，恢复原始图像：对步骤G所得均匀分布图像z(x)进行去模糊操作，采用Tikhonov正则化解卷积方法，恢复出原始图像。

2.根据权利要求1所述的基于置信度核回归的图像超分辨率重建方法，其特征在于：所述置信度权值S_i，其大小由z(x_i)值确定，其表达式如下：

si=exp{-[z(xi)-z^(xi)]2σ2}]]>

其中，σ为设定值，其取值范围为：U_I≤σ≤10U_I，U_I为像素的亮度单位。