[发明专利]一种多帧图像超分辨率重建方法及其重建系统

说明书

本发明公开了一种多帧图像超分辨率重建方法及其重建系统，涉及图像处理技术领域。该方法包括使用根据几何变换获得的临时结果和根据模糊核获得的滤波器传递函数构造用于超分辨率重建的传递函数，采用图割算法进行极小化求解，即可得到最终的高分辨率图像，使重建效果和重建速度均得到改善。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种多帧图像超分辨率重建方法及其重建系统。

背景技术

图像的分辨率是指成像系统对图像细节的分辨能力，它是衡量图像质量的重要指标之一。高分辨率图像能够提供丰富的细节信息，随着经济、科技、文明的不断进步，高分辨率图像的需求在医学、安全、娱乐等各个领域越来越大。如，医生希望通过高分辨率CT或B超图像辨识病灶；公安部门希望通过高分辨率监控图像辨识嫌疑人身份或车辆信息；娱乐商家希望通过高分辨率视频，让观众获得更加逼真、细腻的视觉效果。

提高分辨率最直接的方法是增加数字图像采集系统的硬件分辨率，主要从提升图像传感器分辨率和镜头分辨率两个方面着手考虑。但是，硬件方法存在技术上的瓶颈，而且成本昂贵，难以普及应用。用软件方法提升图像分辨率的方法称为超分辨率重建技术，其利用低分辨图像之间可能存在的互补信息，重建一副或多幅高分辨率图像。超分辨率重建技术初期发展较为缓慢，研究方向主要集中在将一些经典方法(如插值、正则化、最小二乘法等)用于该技术的尝试和探索，这些重建效果往往不是很理想。近期随着图割算法、稀疏表示、深度学习等理论、方法的提出和发展，超分辨率重建技术在这些新理论和新方法的影响下，取得了极大的进步，这些新方法和新理论与超分辨率重建技术的结合显著地提升了重建效果和重建速度。

分析现有重建方法，大多数方法只在重建倍数较小时才能取得良好的效果，当重建倍数提升到4×4(所重建的高分辨率图像的高度和宽度均是低分辨率图像的4倍)或更高的时候，重建效果和重建速度明显降低。

发明内容

本发明实施例提供了一种多帧图像超分辨率重建方法及其重建系统，用以解决现有技术中重建倍数提高到4×4或更高时重建效果和重建速度明显降低的问题。

一种多帧图像超分辨率重建方法，该方法包括：

根据几何变换计算临时结果；

根据模糊核计算用于构建能量函数的滤波器的传递函数；

使用所述滤波器的传递函数和临时结果构建用于超分辨率重建的能量函数并采用图割算法进行极小化求解，即可得到最终的高分辨率图像。

本发明实施例还提供了一种多帧图像超分辨率重建系统，包括：

临时结果计算模块，用于根据几何变换计算临时结果；

传递函数计算模块，用于根据模糊核计算用于构建能量函数的滤波器的传递函数；

高分辨率图像获取模块，用于使用所述滤波器的传递函数和临时结果构建用于超分辨率重建的能量函数，并采用图割算法进行极小化求解，即可得到最终的高分辨率图像。

本发明实施例中，使用根据几何变换获得的临时结果和根据模糊核获得的滤波器传递函数构造用于超分辨率重建的传递函数，采用图割算法进行极小化求解，即可得到最终的高分辨率图像，使重建效果和重建速度均得到改善。

附图说明

为了更清楚地说明本发明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多帧图像超分辨率重建方法的步骤流程图

图2为图1中步骤100的子步骤流程图；