(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 108492264 A
(43)申请公布日 2018.09.04
(21)申请号 CN201810195727.8
(22)申请日 2018.03.09
(71)申请人 中国人民解放军国防科技大学
    地址 410073 湖南省长沙市开福区德雅路109号
(72)发明人 林再平 王龙光 安玮 盛卫东 李俊 曾瑶源
(74)专利代理机构 长沙国科天河知识产权代理有限公司
    代理人 董惠文
(51)Int.CI
     
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      一种基于sigmoid变换的单帧图像快速超分辨方法
(57)摘要
      本发明属于图像处理领域，涉及一种基于sigmoid变换的单帧图像快速超分辨方法。包括以下步骤：(S1)获取待处理图像；(S2)初始化，设l表示迭代次数；(S3)对灰度图像进行双三次插值，得到超分辨图像X
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种基于sigmoid变换的单帧图像快速超分辨方法,其特征在于包括以下步骤:
(S1)获取待处理图像,若待处理图像为灰度图像,直接转入步骤(S2),若待处理图像为彩图像,则将彩图像转换为灰度图像;
(S2)初始化,设l表示迭代次数,l取整数,初始值l=0,Y表示步骤(S1)中的灰度图像;
(S3)对灰度图像Y进行双三次插值,得到超分辨图像X<Sup>l</Sup>;
(S4)根据低分辨率图像的退化模型,对超分辨图像X<Sup>l</Sup>进行高斯模糊与降采样处理,得到低分辨率图像<Image>计算<Image>与灰度图像Y的差值,并对差值进行双三次插值,作
为超分辨图像的校正项1;
(S5)利用sigmoid变换对超分辨图像进行锐化处理,得到锐化后的超分辨图像Z<Sup>l</Sup>,计算锐化后图像Z<Sup>l</Sup>与超分辨图像X<Sup>l</Sup>的差值,作为超分辨图像的校正项2;
(S6)根据校正项1与校正项2,基于超分辨图像的更新模型对超分辨图像进行更新,得到更新后的超分辨率图像X<Sup>l+1</Sup>;
(S7)判断校正项1与校正项2之和是否小于设定阈值,若小于设定阈值,则迭代终止,更新后的超分辨率图像X<Sup>l+1</Sup>为最终超分辨图像,否则,迭代次数l自增1,返回步骤(S4)。
2.如权利要求1所述的一种基于sigmoid变换的单帧图像快速超分辨方法,其特征在于,所述步骤(S4)中还包括以下内容:利用校正项1自适应确定sigmoid变换中的位置变换参数b<Sub>1i</Sub>,具体如下:
对于超分辨图像的校正项1,利用下式估计sigmoid变换中不同像元对应的位置参数:
b<Sub>1i</Sub>=β×校正项1<Sub>i</Sub>
其中b<Sub>1i</Sub>为sigmoid变换过程中的像元i对应的位置变换参数,校正项1<Sub>i</Sub>为校正项1中像元i对应的值,β为常数。
<Claim>3.如权利要求1或2所述的一种基于sigmoid变换的单帧图像快速超分辨方法,其特征在于:所述步骤(S1)中若待处理图像为彩图像,则将彩图像转换为灰度图像,将彩图像的RGB通道变换为YUV通道,提取Y通道图像即得到灰度图像,并对U、V两个通道图像分别进行双三次插值,得到U、V通道插值后结果;所述步骤(S7)中还包括将最终超分辨图像与U、V通道插值后结果进行合并,变换至RGB空间得到超分辨后的彩图像。
<Claim>4.如权利要求1或2所述的一种基于sigmoid变换的单帧图像快速超分辨方法,其特征在于所述低分辨率图像的退化模型为:
<Image>
其中X<Sup>l</Sup>为第l次迭代得到的超分辨图像,H为高斯模糊操作,D为降采样操作,<Image>为第l次迭代得到的退化结果。
<Claim>5.如权利要求1或2所述的一种基于sigmoid变换的单帧图像快速超分辨方法,其特征在
于,所述步骤(S5)中获取锐化后的超分辨图像Z<Sup>l</Sup>的具体过程为:提取超分辨图像中具有部分重叠的图像块P<Sub>i</Sub>,针对每个图像块P<Sub>i</Sub>,利用sigmoid变换进行锐化处理,得到锐化后的图像块<Image>对锐化后的图像块进行累加,计算重叠区域的平均值,得到锐化后的超分辨图像Z<Sup>l</Sup>。
<Claim>6.如权利要求1或2所述的一种基于sigmoid变换的单帧图像快速超分辨方法,其特征在于,所述步骤(S6)中超分辨图像的更新模型为:
X<Sup>l+1</Sup>=X<Sup>l</Sup>-η×(校正项1+λ×校正项2)
其中η为学习速率,λ为正则系数。
正则化可以产生稀疏权值
7.如权利要求6所述的一种基于sigmoid变换的单帧图像快速超分辨方法,其特征在于:所述学习速率η取值为0.1,正则系数λ取值为0.1。
8.如权利要求2所述的一种基于sigmoid变换的单帧图像快速超分辨方法,其特征在于:所述β取值为0.05。
说  明  书
技术领域
本发明属于图像处理领域,涉及一种基于sigmoid变换的单帧图像快速超分辨方法。
背景技术
视觉作为人类获取信息的最主要途径,对人们认知感受外在世界有着重要的意义。图像作为外在客观世界的真实写照,是视觉信息的重要载体,其清晰度对人们的视觉信息获取有着重要的影响,较低的分辨率会损失大量的图像细节,影响人们对图像信息的获取。
近年来随着相机制造工艺水平的不断提升,图像分辨率大大提高,但在部分应用场景下,当前分辨率水平仍不足以满足应用需求,另外在部分应用场景下,由于受到传输条件、成像环境等的限制,图像的质量仍相对较差。当前来看,在硬件成本、工艺水平等问题的限制下,相机分辨率难以在短期得到大幅提升,同时受分辨率与视场范围的矛盾制约,相机分辨率不可能无限制提升。

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