自适应加权的总变分正则化图像超分辨率重建.pdf

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1、第36卷第4期红外技术、，ol-36NO．42014年4月InfraredTechnologyApr．2014<图像处理与仿真)自适应加权的总变分正则化图像超分辨率重建蒋晓慧，一，赵勋杰，李成金，-，张雪松(1．苏州大学物理科学与技术学院，江苏苏州215006；2．光电信息控制和安全技术重点实验室，河北燕郊065201)摘要：在Farsiu提出的双边总变分正则化方法中，尺度加权系数和正则化参数为定值，在边缘、纹理区域，重建图像效果不理想。针对这个问题，提出了一种自适应加权正则化函数和正则化参数的重建算法，该方法利用图像局部结构信息控制权函数形状、带宽和正则化参数，使这些参数

2、根据图像局部结构信息自适应地调整。对所提出的算法进行了仿真实验，实验结果表明，与传统的总变分重建方法相比较，该算法能更好地重建图像的纹理细节，重建图像的对比度高。关键词：超分辨率重建；自适应加权；总变分；正则化参数中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1001．8891(2014)04—0290—04ASuper-ResolutionAlgorithmBasedonAdaptiveWeightedTotalVariationJIANGXiaoHui，ZHAOXun-jie，LICheng-jin，ZHANGXue—song(1．SchoolofPhysicalSci

3、enceandTechnology，SoochowUniversity，JiangsuSuzhou2150062．ScienceandTechnologyonElectro—opticalSecurityLaboratory，HebeiYanjfiao065201)Abstract：Inbilateraltotalvariationregularizationmethod(BTV)，whichwasproposedbyFarsiu，thescaleweightisaconstant，SOtheimagereconstructionefectisnotidealfortext

4、ureandedgeregion．Inordertosolvethisproblem，anadaptiveweightedregularizationfunctionandregularizationparameteralgorithmisproposedinthispaper．Intheproposedalgorithm，thelocalstructureinformationofimageisusedtocontroltheshape，bandwidthoftheweightedfunctionandtheregularizationparameter．Theexper

5、imentalresultsshowthattheproposedalgorithm，comparedwithBTV,canretaintheimagedetailsbetterandimprovetheimagecontrast．Keywords：superresolutionreconstruction，adaptiveweight，totalvariation，regularizationparameter程的稳定性，从而将超分辨率图像重建由不适定转0引言化为适定。图像超分辨率(superresolution，SR)重建是总变分(Totalvariation，TV)超

6、分辨率重建方通过对多帧具有互补信息的低分辨率图像进行处法最早由Osher等L4J提出，实验证明该超分辨率重理，重建出一幅或多幅高分辨率图像。利用SR重建方法能够有效地去噪和消除模糊。但Tv方法在建技术可以提高现有成像系统的空间分辨力，因此，强噪声下图像的平滑区域会产生阶梯效应，而且不SR技术在红外成像、医疗影像、视频监控、遥感图能很好的保持图像的纹理信息。随后，Farsiu等[5]像识别等诸多领域有着广泛的应用前景L1J。在TV方法的基础上又提出双边总变分(Bilateral从数学的角度看，超分辨率重建问题是一个典TotalVariation，BTV)正则化方法。在BTV正

7、则化型的不适定问题L2J。对于不适定问题的求解，正则方法中引入了值域和空域双约束，所以双边总变分化方法是非常有效的。正则化方法就是通过加入不方法比总变分方法有更好的重建效果。但是BTv方同性质的先验信息来约束重建过程，以保证求解过法是分别对值域和空域进行滤波，并且尺度加权系收稿日期：2013．11．16；修订日期：2014—02—27．作者简介：蒋晓慧(1989)，女，江苏南通人，硕士研究生，研究方向为计算机视觉及应用。基金项目：国防科技重点实验室基金项目。290第36卷第4期Vbl-36NO．42014年4月蒋晓