[发明专利]基于轮廓波的五阶自导向超分辨率重建方法

权利要求书

1.一种基于轮廓波的五阶自导向超分辨率重建方法，其特征在于按照如下步骤进行：

步骤 1. 对输入待重建的分辨率为M×N的低分辨率图像I₁进行双三次插值，得到初始高分辨率图像im，im的分辨率为2M×2N；

步骤 2. 对初始高分辨率图像im进行轮廓波分解，设分解后的系数为coeffs，保留其低频系数矩阵为new_coeffs{1}和四个高频子带的系数矩阵，分别为x1、x2、x3、x4，所述x1为图像im0°至45°与180°至225°方向高频子带的系数矩阵，所述x2为图像im135°至180°与315°至360°方向高频子带的系数矩阵，所述x3为图像im90°至135°与270°至315°方向高频子带的系数矩阵，所述x4为图像im45°至90°与225°至270°方向高频子带的系数矩阵；

步骤 3. 对四个高频子带系数矩阵x1、x2、x3、x4结合各子带所对应的角度进行五阶自导向模板的自适应插值，得到插值后的四个高频子带系数矩阵分别为new_coeffs{2}{1}、new_coeffs{2}{2}、new_coeffs{2}{3}、new_coeffs{2}{4}，所述的五阶自导向模组进行自适应插值包括如下步骤：

步骤 3.1 划分五阶自导向模板，将所有五阶自导向模板划分为模拟0°至45°与180°至225°方向内容的轮廓波变换系数、模拟135°至180°与315°至360°方向内容的轮廓波变换系数、模拟90°至135°与270°至315°方向内容的轮廓波变换系数、模拟45°至90°与225°至270°方向内容的轮廓波变换系数的四类五阶自导向模板，每类五阶自导向模板中包含了不同角度的五阶自导向模板；

步骤 3.2 依次在各个角度的高频子带系数矩阵x1、x2、x3、x4中选取最优的五阶自导向模板，再在四个高频子带的系数矩阵x1、x2、x3、x4选取一个待处理的像素，设当前像素P的坐标为(i,j)，设P的像素值为P(i,j)，对当前像素P选取最优五阶自导向模板，包含以下步骤：

步骤3.2.1 根据五阶自导向模板中指引的两个方向，可在像素P相邻的8个邻域像素中定位到两个与之相关联的像素坐标(m1,n1)和(m2,n2)，设两个关联像素为R1，R2，它们所对应的像素值分别为R1(m1,n1)和R2(m2,n2)，计算P(i,j)与其所对应的两个关联像素R1(m1,n1)和R2(m2,n2)的均值，设为s(n)，其中n代表该组五阶自导向模板的序号；

步骤3.2.2 根据五阶自导向模板计算当前像素P与各个关联像素R1、R2的s(n)，计算所有s(n)与当前像素值P(i,j)的差，取差的绝对值并标记为t(n)，选取t(n)中的最小值，所对应的n即为针对当前像素所对应的最优五阶自导向模板的序号；

步骤3.2.3 将最优五阶自导向模板所对应的s(n)赋值给当前像素P所对应的关联像素R1和R2的系数，得到新的系数R1~，R2~；

步骤 3.3 判断是否对x1、x2、x3、x4矩阵中所有的系数进行处理，如果处理完毕，则进入步骤4，否则回到步骤3.2继续进行处理；

步骤 4. 将低频子带系数new_coeffs{1}和插值后所得到的四个高频子带系数矩阵new_coeffs{2}{1}、new_coeffs{2}{2}、new_coeffs{2}{3}、new_coeffs{2}{4}进行重构，设进行轮廓波重构后的图像为I₂，即完成对初始高分辨率图像im的超分辨率重建。