改进的PMD距离图像超分辨率重建算法.pdf

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1、第17卷第4期中国图象图形学报Vo1．17，No．42012年4月JournalofImageandGraphicsApr．，2012中图法分类号：TP391．9文献标志码：A文章编号：1006-8961(2012)04-0480-07论文引用格式：张旭东，沈玉亮，胡良梅，陈菁菁．改进的PMD距离图像超分辨率重建算法[J]．中国图象图形学报，2012，17(4)：480．486改进的PMD距离图像超分辨率重建算法张旭东，沈玉亮，胡良梅，陈菁菁1．合肥工业大学计算机与信息学院，合肥230009；2．安徽农业大学信息与计算机学院，合肥230036摘要：PMD(phot

2、onicmixerdevice)相机是一款基于TOF(time-of-night)技术的3维成像系统，在获得2维灰度图像的基础上，能够同时捕捉距离图像和幅度图像。但它的主要缺点是分辨率低，并存在较大的随机噪声。针对此问题，结合PMD相机幅度信息和双边滤波器的特点，提出一种改进的非连续自适应马尔科夫随机场(DAMRF)模型的超分辨率重建方法，该模型引入调制信号幅度A的平方作为可信度，将其作为权值对传统DAMRF模型中能量函数的距离项进行自适应加权，从而增加距离图像每个像素点在平滑过程中的权值。该方法不仅提高了距离图像的空间分辨率，又能有效地对距离图像进行滤波去噪，同

3、时也增强了距离图像的边缘信息，较好地保持了图像边缘的连续性。实验结果表明，该方法的重建结果优于传统DAMRF模型的超分辨率方法，获得重建图像的信噪比(SNR)和均方根误差(RMSE)都有较好的改善，重建图像的视觉效果也得到一定的提高。关键词：超分辨率重建；PMD相机；TOF技术；非连续自适应马尔科夫随机场模型；可信度；双边滤波器Improvedsuper—resolutionreconstructionalgorithmforPMDrangeimageZhangXudong，ShenYuliang，HuLiangmei，ChenJingjing1．Schoolof

4、ComputerandInformation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China；2．SchoolofInformationandComputer，AnhuiAgriculturalUniversity，Hefei230036，ChinaAbstract：APMD(photonicmixerdevice)cameraisathree—dimensionalimagingsystembasedontheTOF(time-of-flight)technology．Whileobtainingthetwo—dime

5、nsionalgrayimage，thisealneraCallcapturearangeimageandanamplitudeimageatthesametime．However，themaindrawbacksofthecameraarethelowresolutionandrandomnoise．Accordingtothisproblem，wecombinetheamplitudeinformationofthePMDcameraandabilateralfilter．AnimproveddiscontinuityadaptiveMarkovrandomf

6、ield(DAMRF)modelisintroducedbyacombinationofsuper-resolutionreconstructionmethods，whichintroducesthesquareofthemodulatingsignalamplitudeAasconfidence．ThenthismethodwilluseitastheweighttoCalTyonanadaptiveweightforthedistanceitemsoftheenergyfunctionofthetraditionalDAMRFmodel，SOitincreas

7、estheweightsoftherangeimagepixelintheprocessofsmoothing．Thismethodnotonlyincreasesthespatialresolutionoftherangeimages，butalsoefectivelyfiltersandde-noisestherangeimage．Atthesametime，itenhancesthemarginalinformationoftherangeimage，andbettermaintainsthecontinuityoftheimageedges．Theexpe

8、rimen