基于多尺度几何分析的超分辨率图像重建的算法研究

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1、硕士学位论文基于多尺度几何分析的超分辨率图像重建的算法研究Super-resolutionimagereconstructionalgorithmstudybasedonthemulti-scalegeometricanalysis作者姓名：赵莹莹导师（职称）：吴爱弟教授学科（专业）：应用数学提交论文日期：2016年1月分类号：学校代码：10066密级：学号：02M070413005基于多尺度几何分析的超分辨率图像重建的算法研究Super-resolutionimagereconstructionalgorithmstudybasedonthemulti-sc

2、alegeometricanalysis作者姓名：赵莹莹导师（职称）：吴爱弟教授一级学科：数学学科（专业）：应用数学年级：2013级提交论文日期：2016年1月学位授予单位：天津职业技术师范大学i独创性声明声明：本人所呈交的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，也不包含为获得天津职业技术师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权

3、使用授权书本学位论文作者完全了解天津职业技术师范大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权天津职业技术师范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，允许论文被查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日ii中文摘要多尺度几何分析是数字图像处理、视频序列处理和计算机视觉处理等许多科学研究领域的核心技术和研究热点。图像的超分辨率重建就是从所得到的模糊、有噪的的低分辨图像中，采用不同

4、领域的重建方法去最大的恢复原图像。该技术已经在监控领域、医学领域、等领域得到广泛应用。本论文研究用多尺度几何分析方法从低分辨率图像中来重建高分辨率图像，主要是结合小波、轮廓波变换和局部插值方法提高图像的分辨率，并且尽可能保持图像的边缘信息和纹理结构。本论文内容如下：第1章：笼统的阐述了图像重建的过程及应用。简要论述了本文的主要内容。第2章：给出了图像重建的数学模型并且详细阐述了其算法。第3章：阐述了小波变换和Contourlet（轮廓波）变换的理论知识和图像去噪方法。比较两者的去噪效果，由于轮廓波有更多的方向特性，因此采用Contourlet变换对其进行去噪处

5、理，效果较为理想。第4章：本章对单帧图像进行简单的分析，提出了一种基于小波变换和局部自适应的插值方法的单帧图像超分辨重建算法；该方法在提高图像分辨率的同时，还能保持图像的边缘信息和纹理结构。用实验数据检验，与传统的方法相比，视觉效果和峰值信噪比都有显著的改进。第5章：本章对利用多帧图像重建一副高分辨率图形进行分析研究，提出了一种基于小波变换的多帧图像超分辨重建算法；采用Keren运动估计进行图像配准、采用轮廓波变换进行去噪处理，应用小波变换、结合局部自适应的插值方法重建高分辨率图像；该算法充分利用了多帧图像的信息，具有较好的抗噪能力，用实验数据检验，效果明显优

6、于传统方法的图像重建方法。第6章：系统的阐述了本文的相关知识，将其研究方法做了进一步的探讨。关键词：小波变换，图像重建，局部自适应插值，Contourlet变换iiiAbstractMulti-scalegeometricanalysisistheresearchhotspotinthefieldofscientificresearch,thedigitalimageprocessing,thevideosequenceprocessingandmanyothercoretechnologies.Astheinherentlimitationsofhardwa

7、redevicesintheprocessofimage,weareunabletoobtainhighresolutionimages.Byimprovingthehardwareequipment,wenotonlyneedtospendalotofmoneytoimprovetheresolutionoftheimage,butitisdifficulttosolvesometechnicalproblemintheshortterm.Sothemethodofsoftwarehasbecometheresearchhotspot.Super-resol

8、utionreconstruction