[发明专利]一种多帧图像超分辨率重建方法及其重建系统

摘要

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。

主权项

1.一种多帧图像超分辨率重建方法，其特征在于，该方法包括：根据几何变换计算临时结果，该步骤包括：根据公式(1)计算每个高分辨率像素p在每帧低分辨率图像中的投影：p″k＝DTkp  (1)，式(1)中，p″k为高分辨率像素p在第k帧低分辨率图像中的投影，D为降采样算子，Tk为几何变换；选择距离所述投影p″k最近的低分辨率像素p′k，并按照公式(2)计算所述低分辨率像素p′k在重建中的权重：式(2)中，m为幂指数，d为所述投影p″k与低分辨率像素p′k之间的距离；按照公式(2)确定的权重，将挑选出来的低分辨率像素的灰度值加权求和，获得所述临时结果式(3)中，gk(p′k)为所述低分辨率像素p′k的灰度值；根据模糊核计算用于构建能量函数的滤波器的传递函数，该步骤包括：根据3×3邻域系统，获取成像系统的模糊核h；根据所述模糊核h计算hrot、hexp和hzp，其中，所述hrot为将所述模糊核h旋转180°得到的结果，所述hexp为将所述模糊核h进行扩展后得到的扩展模糊核，所述hzp为将所述模糊核h进行零填充得到的结果；利用所述h^exp和h^zp，按照公式(4)计算式(4)中，ω0为模糊核h的中心权重；利用所述h^rot和按照公式(5)计算所述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，该步骤包括：根据公式(6)构造所述能量函数：式(6)中，S为空域系统，是高分辨率像素的集合，N为邻域系统，p和q均为邻域系统中的高分辨率像素，f_p和f_q分别为高分辨率像素p和q的灰度值，A为二次项系数，计算公式为其中，ω_i为模糊核h的边缘权重，为所述滤波器的传递函数和临时结果卷积得到的结果，即λ为调节前后两项比例的因子，Θ为阈值；使用图割算法对所述能量函数极小化，得到最终的高分辨率图像f。