第12組題-圖像超分辨率-第七組匯報(bào)

圖像超分辨率技術(shù)ImageSuperResolution小組成員：20132112任萬盛20132216周子軒圖像超分辨率是指由一幅低分辨率圖像或圖像序列恢復(fù)出高分辨率圖像。圖像超分辨率技術(shù)分為超分辨率復(fù)原和超分辨率重建。目前，圖像超分辨率研究可分為3個(gè)主要范疇:基于插值、基于重建和基于學(xué)習(xí)的方法.概述

圖像超分辨率示意圖基于插值的超分辨率技術(shù)：基于多幀圖像插值技術(shù)的方法是超分辨率研究中最直觀的方法。這類方法首先估計(jì)各幀圖像之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)信息，獲得HR圖像在非均勻間距采樣點(diǎn)上的像素值，接著通過非均勻插值得到HR柵格上的像素值，最后采用圖像恢復(fù)技術(shù)來去除模糊和降低噪聲。典型的方法包括：Rajan和Chaudhuri通過分解、插值和融合3個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)的通用插值方法；TAOHJ等提出的小波域的雙線性插值；Lertrattanapanich和Bose提出的使用基于光滑性約束的Delaunay三角化插值算法等。這類方法的優(yōu)點(diǎn)是算法快速易行，適合并行計(jì)算，基本可以滿足實(shí)時(shí)要求，但因?yàn)椴荒芤腩~外有用的高頻信息，因而很難在SR圖像中得到銳化的效果，同時(shí)，也沒有考慮到LR圖像的像素值并不是HR圖像的理想采樣值，而是對(duì)HR圖像像素值的空間平均和卷積效應(yīng)這一事實(shí)。理想插值最近鄰插值四點(diǎn)三次插值六點(diǎn)雙三次插值基于重建的超分辨率技術(shù)：基于重建的超分辨率方法的基礎(chǔ)是均衡及非均衡采樣定理。它假設(shè)低分辨率的輸入采樣信號(hào)(圖像)能很好地預(yù)估出原始的高分辨率信號(hào)(圖像)。絕大多數(shù)超分辨率算法都屬于這一類，其中主要包括頻域法和空域法。頻率域方法是圖像超分辨率重建中一類重要方法，其中最主要的是消混疊重建方法。消混疊重建方法是通過解混疊而改善圖像的空間分辨率實(shí)現(xiàn)超分辨率復(fù)原，最早的研究工作是由Tsai和Huang在1984年進(jìn)行的。在原始場(chǎng)景信號(hào)帶寬有限的假設(shè)下，利用離散傅立葉變換和連續(xù)傅立葉變換之間的平移、混疊性質(zhì)，給出了一個(gè)由一系列欠采樣觀察圖像數(shù)據(jù)復(fù)原高分辨率圖像的公式。多幅觀察圖像經(jīng)混頻而得到的離散傅立葉變換系數(shù)與未知場(chǎng)景的連續(xù)傅立葉變換系數(shù)以方程組的形式聯(lián)系起來，方程組的解就是原始圖像的頻率域系數(shù)，再對(duì)頻率域系數(shù)進(jìn)行傅立葉逆變換就可以實(shí)現(xiàn)原始圖像的準(zhǔn)確復(fù)原。在空域類方法中，其線性空域觀測(cè)模型涉及全局和局部運(yùn)動(dòng)、光學(xué)模糊、幀內(nèi)運(yùn)動(dòng)模糊、空間可變點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)、非理想采樣等內(nèi)容。空域方法具有很強(qiáng)的包含空域先驗(yàn)約束的能力，主要包括非均勻空間樣本內(nèi)插、迭代反投影方法、凸集投影法、最大后驗(yàn)概率以及混合MAP/POCS方法、最優(yōu)和自適應(yīng)濾波方法、確定性重建方法等。頻域方法通過在頻率域消除頻譜而改善圖像的空間分辨率?；诟道锶~變換的移位特性；(TsaiandHuang)考慮光學(xué)系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)和噪聲的影響；（Tekalp）估計(jì)幀間整體平移參數(shù)的解算方法；(KaltenbackerandHardie)用遞歸最小二乘對(duì)對(duì)Tsai公式中的混疊矩陣進(jìn)行求解。由于頻率域方法只能應(yīng)用于全局平移和線性空間不變降質(zhì)模型，并且它對(duì)空間域先驗(yàn)的能力不足，缺少靈活性，所以目前這類方法已經(jīng)不再是研究的熱點(diǎn)。空域方法非均勻樣本內(nèi)插法（Non-uniforminterpolation）；迭代反投影方法（IterativeBackProjection,IBP）;凸影投影法（ProjectionontoCo