图像超分辨率重建技术的研究

《图像超分辨率重建技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationResearchofImageSuper-resolutionReconstructionAThesisinPatternRecognitionandIntelligentSystembyTangTinggeAdvisedbyAssociateProfessorYangXinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngine

2、eringDecember,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文针对图像超分辨率重建技术领域中几种主要的重建算法进行了研究，并针对现存的一些问题提出了改进

3、方法，本文所作的主要工作如下:首先，介绍了超分辨率重建技术的问题由来和基本理论，在此基础上对低分辨率图像的获取过程引入了一个通用的降质模型，并对几种主要的重建算法做了简单介绍和比较说明。其次，针对原始MAP(MaximumaPosterior)算法重建过程中正则项的引入使得重建结果模糊这一问题，提出了改进的基于形态学边缘保持的MAP重建算法。改进算法利用形态学理论中的膨胀和腐蚀设计了边缘保持算子，将该算子作用到正则项中参与重建过程以提高重建结果的边缘细节清晰度、抑制平滑模糊现象。仿真实验针对多幅不同图像进行，实验结果表明，改进算法重建结果更加清晰，具有较强的边缘保持能力。随后，针

4、对原始POCS(ProjectionOntoConvexSet)算法在图像灰度边缘存在边界噪声的问题，提出了改进的基于投影修正的POCS重建算法。改进算法通过在每一次迭代过程中结合边缘约束和前后重建图像的差值获得投影修正算子，对残差阈值和点扩散函数进行修正，从而实现POCS超分辨率重建投影过程的修正。仿真实验分别针对无噪声图像和含噪图像进行，实验结果证明了改进算法在主观视觉效果和客观数据定量分析方面都优于原始算法。接着，针对原始IBP(IterativeBackProjection)重建算法的重建结果存在不同程度的振铃现象的问题，提出了改进的基于振铃抑制的IBP重建算法。为了抑制

5、IBP算法的振铃现象，改进算法首先分析了振铃现象产生的原因，据此对投影过程中的误差矩阵的数值和局部方差的变化量设计了自适应的分析方法，重建过程中根据分析结果对误差矩阵进行约束。仿真试验分别针对无噪声图像和含噪图像进行，通过主观视觉效果和客观数据定量分析两方面证明了改进算法相对于原始算法的优越性，以及对振铃现象的抑制能力。最后，在对图像超分辨率重建算法进行研究的基础上，设计了基于OpenCV的超分辨率重建实验软件。该软件包含了三种经典的超分辨率重建算法（MAP,IBP,POCS）的过程参数控制和算法实现功能。关键词：超分辨率重建，图像增强，MAP，POCS，IBP，OpenCVI图

6、像超分辨率重建技术研究ABSTRACTInthispaper,severalmajorreconstructionalgorithmsandimprovedmethodsaimingatexistentproblemsarestudied.Thepaperdealswiththefollowingtasks:Firstly,theoriginationandbasictheoryofsuper-resolutionreconstructiontechnologyareintroduced.Onthatbasis,ageneralimagingdegradationmodelabo

7、utlowresolutionimagescapturingprocessisdrawnintointhispaper.Then,severalmajorsuper-resolutionreconstructionalgorithmsareintroducedandcomparedsimply.Secondly,aimingatthefuzzyphenomenonofreconstructionimagewhichiscausedbytheintroductionofregula