視頻圖像超分辨率重建技術(shù)研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文視頻圖像超分辨率重建技術(shù)研究視頻圖像超分辨率重建技術(shù)研究StudyofVideoSuperResolutionReconstructionTechnology學(xué)科專業(yè)：信息與通信工程研究生：何海龍指導(dǎo)教師：何凱副教授天津大學(xué)電子信息工程學(xué)院2012年12月摘要超分辨率重建就是基于已獲得的多幀低分辨率圖像估計(jì)出一幅高分辨率圖像，以達(dá)到提高圖像分辨率，恢復(fù)高頻信息的目的。由于圖像序列的不同幀之間存在著相對(duì)位移，因此幀間存

2、在著互補(bǔ)信息，視頻超分辨率重建技術(shù)就是利用圖像序列間的互補(bǔ)信息來估計(jì)獲得高分辨率圖像。論文首先分析了視頻超分辨率重建技術(shù)的研究現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)，接著介紹了超分辨率問題的基本概念和經(jīng)典的圖像退化模型，同時(shí)介紹幾種目前廣泛使用的超分辨率重建算法。鑒于高精度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法是超分辨率重建技術(shù)的關(guān)鍵步驟，因此論文討論了目前應(yīng)用廣泛的幾種運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法，并提出了一種基于相關(guān)約束匹配和射影約束的最優(yōu)匹配點(diǎn)提取算法。算法首先采用相關(guān)約束匹配的方法獲得候

3、選匹配對(duì)集，以初步排除位移角點(diǎn)和偽角點(diǎn)；然后根據(jù)特征點(diǎn)集在圖像射影變換過程中的整體穩(wěn)定特性進(jìn)行配準(zhǔn)，最后通過設(shè)定共面點(diǎn)射影約束條件自動(dòng)選取相對(duì)精度最高的匹配點(diǎn)作為最優(yōu)匹配點(diǎn)對(duì)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法提取的最優(yōu)匹配點(diǎn)對(duì)噪聲和干擾具有很好的魯棒性，對(duì)具有明顯噪聲和較大干擾的實(shí)際圖像，仍然能夠獲得比較理想的運(yùn)動(dòng)估計(jì)效果。除此之外，為了獲得更高的運(yùn)動(dòng)估計(jì)精度，論文又提出了基于改進(jìn)光流的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法，該算法在灰度恒定假設(shè)的基礎(chǔ)上，提出了一種加權(quán)

4、梯度恒定假設(shè)，并通過結(jié)合HSV色系光度恒定假設(shè)，可用于對(duì)存在較大運(yùn)動(dòng)位移和光照變化的視頻圖像序列進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠獲得亞像素級(jí)估計(jì)結(jié)果。在超分辨率重建部分，本文提出了一種基于洛侖茲范式估計(jì)和洛侖茲梯度誤差約束的視頻圖像序列超分辨率重建算法。該算法采用洛侖茲范式作為誤差估計(jì)，能有效抑制噪聲和去除奇異點(diǎn)干擾。為了獲得更好的重建效果，本文提出了一種洛侖茲梯度約束項(xiàng)，通過結(jié)合全變分約束項(xiàng)，使得重建算法能在保護(hù)高分辨率圖像