基于多方向轮廓模板的图像超分辨率重建方法研究

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1、分类号：１〇化５：学校代码１１００１１２７密级：２０３１；学号＇＇＇為－■遠掌卽範乂學硕±学位论文基于多方向轮廓模板的图像超分辨率重建方法研究作者姓名：毕晓均学科、专业；计算机科学与技术硏究方向：图像处理￣￣￣导师姓名：王相海教授广心２０１６年０６月，苦；－？．‘．Ｖ＇；一．ｒ？■＂？、＂．．？．‘？．一Ｌ－／．－，少？—学位论文独创性声明的研奔成果。论文中除特别加标注和本人

2、承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得＇同志的硏巧成果对本人的或发表过的研究成果，巧他致谢的地方外，不包含他人和巧他机构己经撰与已化论文中做了明确的芦明并表示谢意。启示和所提供的帮助，巧：仍＾学位论文作者签名作巧Ｊ学位论文版权的使用授权书位论文的规定，及学校有本学位论文作者完全了解江宁师范大学巧关促留、使用学允许论文被查阅和借阅。本文授枚权保留并向国家有关部口或机构送交复印件或撼盘，可Ｌ心采内容编入有关数据库并进行检索，迂宁师范大学，可臥将学位论文的全部或部分、汇编学位论文，并

3、且本人电子义档的内容和纸质巧影印、缩印或扫描等复制手段保存一论文的内容相致。保密的学位论文在解密献后使用本授权书。学位论文作者签名；巧■指导教师签＾签名曰期：年《月／＾曰分类号：学校代码：10165密级：学号：201311001127硕士学位论文基于多方向轮廓模板的图像超分辨率重建方法研究作者姓名：毕晓昀学科、专业：计算机科学与技术研究方向：图像处理导师姓名：王相海教授2016年06月摘要一般而言，超分辨率图像可以通过两种途径来获得，一种是通过硬件设备来实现，另一种是利用图像处理技术对已获得的图像进

4、行后处理来实现。尽管过去十多年时间里相机传感器技术取得了长足的进展，产生了许多高质量的高分辨率数码摄像机，然而诸如卫星遥感影像、目标探测和医学影像等众多计算机可视应用通常对图像的高分辨率有更加强烈的需求，这种需求往往超出了一般高分辨率摄像机的能力；此外成像器件物理条件和构建成本等多方面的限制使得单纯从硬件工艺角度来达到图像的超分辨率变得非常困难，近年来基于图像处理技术的高质量超分辨率图像重建(Super-resolutionimagereconstruction,SRIR)技术研究受到关注并成为前沿问题。本文对基于多方

5、向轮廓模板的单幅图像超分辨率重建技术进行研究，针对图像超分辨率重建中如何有效保持边缘和纹理特征这一难点问题，提出了两种有效的解决方案。论文的创新点表现在以下方面：1.提出了一种基于多方向模板变分模型的单幅图像超分辨率重建技术。首先构建体现28个方向的基于3×3窗口的多方向轮廓模板对输入图像的轮廓方向进行计算，同时通过将TV模型引入到图像轮廓的估计中来确定边缘轮廓的最优方向；在此基础上通过进行基于所提出的多方向轮廓模板的图像插值来实现图像的重建。该方法有效地克服了传统插值方法所产生的边缘模糊和边缘锯齿化等负面效果，另外也

6、避免了较少方向模板所带来的边缘和纹理丰富区域的纹理失真现象，取得了较好的重建效果。2.提出一种基于小波变换的多方向轮廓模板单幅图像超分辨率重建技术。针对图像小波变换的多尺度方向特性，将多方向轮廓模板引入到小波变换域，根据高频子带系数所具有的整体方向，从28个方向模板中选取与之相适应的模板组，进行自适应插值；此外还针对一些规则图像的特点，提出了将基于3×3窗口的多方向模板扩展至5×5窗口的多方向模板设计方案，以提高对纹理特征的捕捉精度。本文所提出的两种方案在一定程度上克服了传统插值所产生的边缘模糊与边缘锯齿等负面效果，增

7、强了图像超分辨率重建的准确性，提高了重建图像的质量。关键词：多方向轮廓模板；图像超分辨率重建；亚像素点；插值；变分模型；小波变换ResearchonImageSuper-resolutionReconstructionBasedonMulti-directionContourStencilsAbstractIngeneral，therearetwowaystoobtainsuper-resolutionimages,oneisimplementedbyhardware，theotherisapplyingpost-pr

8、ocessingtechniquetotheimageobtained.Althoughsignificantadvancesweremadeincamerasensortechnologyinthepasttenyears,moreintenserequirementstohighresolutionimageemergedfr