基于边缘保持的航拍图像凸集投影超分辨率重建算法

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1、第25卷第6期液晶与显示VoI_25．NO．62O10年12月ChineseJournalofIiquidCrystalsandDisplaysDec．，2Ol0文章编号：1007—2780(2010)06—0873—05基于边缘保持的航拍图像凸集投影超分辨率重建算法徐美芳，刘晶红(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033，Email：xumf86@163．corn一2．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：针对传统的凸集投影(POCS)超分辨率图像重建算法经常出现的边缘模糊问题，在传统

2、POCS算法原理基础上，文章使用基于梯度插值的算法生成POCS重建的初始估计图像，然后对中心点为边缘像素的空间点扩散函数(PSF)进行修正，使其系数沿梯度大的方向减小，梯度小的方向保持不变。利用改进的POCS算法进行了超分辨率图像重建实验，结果表明。图像峰值信噪比由原来的27．29dB达到28．12dB。该方法有效地保持了边缘特性，改善了超分辨率图像重建质量。关键词：超分辨率；POCS算法；空间点扩散函数；边缘保持；Canny；航拍图像中图分类号：TN91文献标识码：ASuper—ResolutionImageRec

3、onstructionofAerialPhotographyBasedonProjectionontoConvexSetsXUMei—fang～．LIUJing—hong(1．Changch“”InstituteofOpti~，FineMechanitSandPhys&，ChineseAcademyoJSfiencesChangchun130031，China，E-mail：Ⅲ86@163．COIl1；2．GraduateUniversityofChineseAcademyofS(iences，Beijing1000

4、39．China)Abstract：Thetraditionalprojectionontotheconvexsetssuper—resolutionimagereconstruc—tionalgorithmleadstothebluredgeofreconstructedhighresolutionimage．Basedonthetraditionalalgorithm，amethodbasedongradientinterpolationisproposed，whichisusedtogeneratetheini

5、tialestimationofthesuper—resolutionimage．Furthermore，bymodifyingthepointspreadfunction(PSF)，thecenterofwhichisontheedge。thecoefficientsalongthedi—rectionofbiggradientarereduced，whileotherskeepconstant．Wereconstructasetoflowresolutionimageswiththeupdatingalgorit

6、hm．Theexperimentalresultsshowthattheedgeskeptverywell，andtheperformanceofthereconstructedimagesisimproved．Keywords：super—resolution；projectiontoconvexsets(POCS)；pointspreadfunction(PSF)；edgeconstraint；Canny；aerialphotography士统(如CCD照相机等)、外界环境以及成像技术等丘多种因素的限制，使得图像

7、都存在不同程度的退现在许多图像应用场合对获取的图像质量要化，难以满足实际需要。高分辨率航拍图像获求越来越高。然而在图像获取过程中，受成像系取主要⋯’通过以下两种方法：一是提高光电平台收稿日期：2010—04—21；修订日期：2010—05—18基金项目：“973”国家自然基金项目(No．2oo9CB72400105)作者简介：徐美芳(1986一)，女，山东日照人，硕士研究生，主要研究方向：图像超分辨率重建。*通讯联系人，E—mail：liul577@126．corn874液晶与显示第25卷成像系统性能直接获得高分辨率

8、图像；二是利用辨率图像和低分辨率图像的观测模型：超分辨率重建间接获取高分辨率图像。提高成像g(】，77l2)一系统性能以获取高分辨率图像时，通常是通过加厂(l，2)×h(ml，Tfl2；咒1，2)+(l，m2)(n1’2)大相机焦距或增加CCD单元数量的方式来实(3)现]。但是，焦距增大会使得光学零件加工难度其中，g(埘，)为第z帧低分辨率观测