空域超分辨率图像融合算法分析

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1、硕士学位论文附表索引表2．1频域方法和空域方法比较⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8表2。2最大居验概率和凸集投影方法比较。。。．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．．12表4．1LR彩色图像序列3个通道相对基准帧的运动向量．r⋯一⋯⋯．．．．．39表4．2固定R=2，T=8，改变LR序列帧数L得到的SNR．．⋯⋯⋯⋯⋯．．41表4．3固定R=2，L=5，改变迭代次数T得到的SNR．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4l表4．4LR彩色图像序列3个通道相对基准帧的运动向量r⋯⋯⋯⋯．。．．43湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在

2、导师的指导下独立进行研究所取得的磁究成果。除了文中特别加戬标注引蠲豹内容外，本论文不包含任何其链个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出熏要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意汉到本声明静法律后聚由本人承撵。作者签名：睬夥目麓：如蟛年多月，歹E

3、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位沦文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被套阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分遗容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印

4、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属予1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密圉。(请在以上相应方框内打“4”)作者签名：曝老烤日期：勾。6年萝月r5同剔磴名．屏蝴嗍一晦硼压酲空域超分辨率图像融合算法研究第1章绪论1．1超分辨率图像融合的概念数字图像的空间分辨率w是指离散的像元之问所能分辨目标物细节的最小尺寸或对应疆标物空中两点之问的最小距离。它是图像质量评价的一项关键燃指标，也是影响人或机器视觉效果的一个重要因素。在图像获取的过程中，由于成像系统的像差、畸变、有限的带宽，客观的外界条件如太阳辐射、大

5、气湍流、气候条件、聚焦不蘸、系统嗓音(如高斯噪声、椒盐噪声)等，相机和场景之间的运动模糊，以及图像在进行A／D和D／A时，肯定会不可避免遗产生失粪(distortion)和程度不丽的退纯(degrading)。成像系统只能从信息量丰富的场景中获取部分信息，如何有效弥补观测图像上的有限蟾患量楚在实际应用中必须要解决的问题。光学成像传感器通常由光学和图像采集部分组成，为了得到高质量的图像，最赢接的方法是改进成像传感器的性能，对于很多成像系统，如CCD相机，就必须增加CCD阵列中单元的个数，并要减少单元尺寸，即是要提高采集设备

6、的传感器密度，(然而商密度的图像传感器(如CCD)的价格相对昂贵，在一般应用中难以承受；另一方丽，由于成像系统受其传感器阵列密度的限制，商密度的图像传感器目前已接近极限，铡如在0．359m的CMOS技术水平下，一个像素的面积为40m2，难以进～步减小。)此井，改进镜头设计，提嘉搽测器释的灵敏度，改进光路和奄路豹信噪沈，增麴模数转换的僚数和降低量化谡差等都呵提高分辨率。上蟊提及的提蠢图像分辨率的方法都是直接方法，由于受到工艺水平和硬件成本因素的限制，完全依赖改造成像设备来提高系统的信息拾取能力是一个不太切合实际的方法，有时

7、在实冁应用中根本就不可行。解决这一问题的有效途径是采用基于信号处理的软件方法对图像的空间分辨章进行提高，即超分辨率(Super．Resolution，SR)图像融合(ImageFusion)，其核心思想悬翔时间带宽(获取同一场景的多帧图像序列)换取空间分辨率，实现时间分辨率向空间分辨率的转换，使得融合图像的视觉效果超过任何一帧低分辨率图像。这种方法豹优点楚不涉及任何硬件设备，楚一秭兆较经济豹方案e超分辨率图像融合就是利用同一场景的多帧有相互位移的降质图像或视频序列来重建一犊高分涝率图像的技术。它旨在突破图像硬{孚没备的分

8、辨率限豢l，充分利用多帻图像之间的互补信息进行信息融合，来实现高分辨率图儒的重建。如图1．1所示，箭头左边是16幅低分辨率的图像，它们都是来自同一场景的分别有硕士学位论文细微差异的降质图像，右边的是经怒分辨率融合处理丽褥到的高分辨率图像，从视谶效果来露，右边的图像明显比左边的要好很多。图1．2显示的是动态图像序列(如视频序列)超分辨率融合，它利用了当前时刻t以前的若干视频帧；图像序期来融合当前豹黼分辨率视频帧。闰1．1超分辨率图像融合图解强1．2动态图像序列的超分辨率融食图解图像融合技术综合和继承了其它领域的⋯些成熟理论

9、和方法(图像融合几乎涉及了当前图像处理领域的所有技术，如图像配准、图像复原、降噪、几何校正等)，同时在图像融合技术中又增加了许多新的研究成果。图像融合技术涉及的技术种类很多，以下是三种比较重要的图像融合技术：(1)超分辨率复原(或薰建)这种技术怒指从⋯序列低分辨率溺豫复源(或重建)出更高分辨率的图像(或图像序列)。这