基于光流法运动配准的覆冰图像超分辨率重建

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1、第３４卷第６期计算机应用与软件Ｖｏｌ３４Ｎｏ．６２０１７年６月ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅＪｕｎ．２０１７基于光流法运动配准的覆冰图像超分辨率重建杨梅（重庆三峡学院重庆４０４０００）摘要针对电力监控系统中输电线路易晃动造成覆冰图像模糊，提出基于光流法运动配准的覆冰图像超分辨率重建算法。该算法首先利用基于光流法的图像配准算法估计图像间的亚像素级运动矢量，得到前向和后向配准图像；然后，利用迭代反投影（ＩＢＰ）算法对估计出的图像分别进行超分辨率重建；最后，根据配准误差加权得到最终的输出图像。实验结果

2、表明，相对于传统算法，该算法的重建结果无论是在峰值信噪比和标准差还是基于对比敏感度的无参考图像清晰度上，均有明显提高，具有较好的客观指标和视觉效果。关键词超分辨率重建光流法　ＩＢＰ算法运动配准覆冰图像中图分类号　ＴＰ３　　　　文献标识码　Ａ　　　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００３８６ｘ．２０１７．０６．０１６ＳＵＰＥＲＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮＲＥＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＯＦＩＣＩＮＧＩＭＡＧＥＢＡＳＥＤＯＮＯＰＴＩＣＡＬＦＬＯＷＭＯＴＩＯＮＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮＹａｎｇＭｅｉ（ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＴｈｒｅｅＧｏｒ

3、ｇｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０４０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　　Ｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｔｈｅｐｅｎｕｍｂｒａｏｆｉｃｉｎｇｉｍａｇｅｃａｕｓｅｄｂｙｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓｈａｋｉｎｇｉｎｐｏｗｅｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｓｕｐｅｒｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｍａｇｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｏｐｔｉｃａｌｆｌｏｗｍｏｔｉｏｎｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｉｒｓｔｌｙｅｓｔｉｍａｔｅｓｔｈｅｓｕｂｐｉｘｅｌｌｅ

4、ｖｅｌｍｏｔｉｏｎｖｅｃｔｏｒｂｅｔｗｅｅｎｉｍａｇｅｓｂａｓｅｄｏｎｏｐｔｉｃａｌｆｌｏｗｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｆｏｒｗａｒｄａｎｄｂａｃｋｗａｒｄｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎｉｍａｇｅｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｉｔｅｒａｔｉｖｅｂａｃｋｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＩＢＰ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｔｏｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｉｍａｇｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｉｍａｇｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｗｅｉｇｈｔｉｎｇｔｈｅｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎｅｒｒ

5、ｏｒ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｔｈｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｉｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｖｅｏｂｖｉｏｕｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎｂｏｔｈｔｈｅＰＳＮＲａｎｄｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｒｔｈｅｎｏｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｍａｇｅｓｈａｒｐｎｅｓｓａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｔｒａｓｔｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ（ＮＲＳＡＣＳ），ａｎｄｈａｖｅｂｅｔｔｅｒｏｂｊｅｃｔｉｖｅａｎｄｖｉｓｕａｌｅ

6、ｆｆｅｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　Ｓｕｐｅｒｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｏｐｔｉｃａｌｆｌｏｗｍｅｔｈｏｄ　ＩＢＰａｌｇｏｒｉｔｈｍ　Ｍｏｔｉｏｎｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ　Ｉｃｉｎｇｉｍａｇｅ为了提高覆冰图像的质量，覆冰图像的超分辨率重构０　引言技术成为一个值得研究的课题。由于风雪原因，输电线路中间部分存在一定的局［１］随着智能电网的发展，传统的接触式的检测技术部运动情况。对于具有局部运动图像超分辨率重建已经不能完全满足电力发展的要求。基于图像的检测首先需要估计出相邻图像之间的亚像素运动信息，通技术在电力

7、系统在线监测中得到广泛应用，对输电线过寻找最佳的变换使得图像之间的内容达到空间上的［２］路的监测是图像处理技术在电力系统中应用之一。输对齐。目前，运动配准算法主要分为频域法、空域法［２］电线路覆冰检测，一般处于比较恶劣的风雪环境下，并和空频域法，其中最常用的是空域法。空域的运动［３－４］［５］［６］且环境颜色与覆冰颜色比较接近；采集到的覆冰图像配准算法主要包括基于块匹配、特征、光流、［７］［８－９］［１０］可能存在运动模糊或者分辨率不足，不能很好地区分像素递归、最大后验概率和泰勒级数展开等［１１］线路覆冰的边缘，导致覆冰检测的准

8、确性不高。因此，方法。空频域方法能实现不同程度的运动估计，可收稿日期：２０１６－１２－２３。重庆市教委科学技术研究项目（ＫＪ１５０１０２２）；重庆高校创新团队建设计划资助项目（ＣＸＴＤＸ２０１６０１０３４）。杨梅，讲师，主研领域：信号处理。第６期杨梅：基于光流法