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《吉林大学》 2005年
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超分辨率重建问题的研究

郭晓新  
【摘要】:图像超分辨率是指从一组低质量、低分辨率图像中产生高质量、高分辨率图像的图像处理算法。人们总是对图像质量不断提出更高的要求,所以图像细节水平在一些计算机视觉算法性能中具有决定性的作用。当由于造价问题或者硬件的物理限制而无法通过更换传感器来改善分辨率的时候,求助于超分辨率算法就成为一个自然的选择。即便是可以获得更好的物理设备或仪器,超分辨率算法仍不失为一种既廉价又方便的替代选择。 目前,研究者在不断寻求和探索关于超分辨率图像重建的数学模型、理论框架和高效的数值计算方法。图像配准、运动估算和正则化约束是其中正迅速发展和不断完善的一些领域。本文在力求全面分析超分辨率重建技术的同时,对这三个领域进行了探索和研究,给出了超分辨率重建在荧光造影图像序列中的应用,并给出了自己的研究观点和实验效果,归纳如下: (1) 本文提出了基于分析Fourier-Mellin 变换的图像配准方法,该方法能够计算因几何变换而错位的两幅图像间的变换参数。该配准方法由于采用了笛卡尔坐标系下的分析Fourier-Mellin 变换的数值逼近,所以降低了再采样误差的影响,具有较高的准确性;而且与使用相关函数的传统方法相比,该方法获得了明显的效率改进。 (2) 为了实现基于光流方法的超分辨率重建,本文基于对光流计算中二阶和四阶偏微分方程约束的光滑效果的分析,提出了用于改善运动估算精度的带有四阶偏微分方程约束的局部与全局混合方法。这一方法可被视为光滑性约束与非连续性保持互为补充的一个例证。 (3) 本文提出了荧光造影图像序列的超分辨率重建方案,该方案将强度约束合并到Miller 正则化公式中以获得保持高强度的能力。针对造影图像的特定需求,本文在数值计算中采用了Q 阶收敛算法,它是一种具有较高收敛率的改进算法;由于合并了投影算子,改进的Q 阶收敛算法具有了更广泛的通用性。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 戴光智;孙宏伟;杨欧;;超声成像检测中图像分辨率问题研究[J];电脑知识与技术;2010年21期
2 戴光智;陈铁群;薛家祥;姚屏;;高清晰超声微扫描成像无损检测系统[J];计算机应用研究;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 戴光智;陈铁群;薛家祥;;基于微扫描技术焊缝超声图像的超分辨率重建[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会(MCMI'2007)论文集(上册)[C];2007年
2 蔡欣华;黄世奇;;超分辨率图像重建及其应用[A];国家安全地球物理丛书(四)——地球物理环境探测和目标信息获取与处理[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 邵文泽;基于图像建模理论的多幅图像正则化超分辨率重建算法研究[D];南京理工大学;2008年
3 丁海勇;遥感图像超分辨率重建技术研究[D];中国矿业大学;2008年
4 王本庆;近程毫米波成像技术及其信号处理[D];南京理工大学;2010年
5 张剑;图像超分辨率重建问题研究[D];中南大学;2010年
6 刘刚;图像及视频序列超分辨率技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周丽静;基于小波的全景图像超分辨率重建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘志州;基于字典学习的超分辨率图像重构[D];西安电子科技大学;2011年
3 邢超;H.264压缩视频时间分辨率增强技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 李立琴;图像超分辨率重建算法研究[D];重庆大学;2011年
5 徐美芳;POCS图像超分辨率重建技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
6 胡萌萌;基于亚像素级位移的超分辨率成像系统设计[D];西安工业大学;2012年
7 周峡;图像超分辨率重建中的配准算法研究[D];南京理工大学;2008年
8 贾亮;图像超分辨率重建技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
9 张冬明;序列图像超分辨率复原技术的研究[D];西南交通大学;2009年
10 邵健;压缩视频超分辨率重建的研究与实现[D];东北大学 ;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵凌,丁佩律,张立明,胡波;从多帧低分辨率图像序列中获取高分辨率图像的算法研究[J];电子学报;2002年01期
2 黄战华,蔡怀宇,张以谟,李贺桥,夏劲松,李蒙;基于半像素错位的多幅图像重建高分辨率图像技术研究[J];光学技术;2002年05期
3 苏秉华,金伟其,牛丽红,刘广荣,刘明奇;基于Markov约束的泊松最大后验概率超分辨率图象复原法[J];光子学报;2002年04期
4 张地,杜明辉;POCS超分辨率图像重构的快速算法[J];信息技术;2004年07期
5 邵凌,丁佩律,张立明,胡波;重建高分辨率图像的实时串行迭代算法[J];红外与毫米波学报;2002年02期
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7 郭晓新,卢奕南,许志闻,王云霄,庞云阶;荧光造影图像序列的噪声滤波[J];吉林大学学报(理学版);2005年03期
8 黄丽 ,庄越挺 ,苏从勇 ,吴飞;基于多尺度和多方向特征的人脸超分辨率算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2004年07期
9 王程,王润生;基于MAP框架的图像序列超分辨率和模板匹配[J];计算机学报;2003年08期
10 张新明,沈兰荪;在小波变换域内实现图像的超分辨率复原[J];计算机学报;2003年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林鹰;付洋;;基于颜色与边界几何特征的移动侦测布防方法[J];安防科技;2008年05期
2 袁媛;房红兵;;视频图像超分辨率复原技术的分析与研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年01期
3 吴晓辉;邓计才;;一种自适应背景更新方法及其在DM6437上的实现[J];安阳工学院学报;2011年02期
4 杨丽娟;崔玉宝;李瑛;;一种改进的运动目标检测算法[J];兵工自动化;2008年01期
5 张楠,金伟其,苏秉华,刘扬阳;高分辨力红外热图像重建算法的进展及研究[J];兵工学报;2005年02期
6 周宏潮;王正明;刘洋;;基于边缘保护的正则化超分辨重构技术[J];兵工学报;2006年06期
7 尚斐;杜慧茜;;基于压缩采样的图像序列光流场计算[J];兵工学报;2010年08期
8 韩雷;王洪庆;林隐静;;光流法在强对流天气临近预报中的应用[J];北京大学学报(自然科学版);2008年05期
9 孙天一;杨盈昀;李楠;;基于POCS算法的块效应消除方法研究[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2007年01期
10 尹宝才;郭金铜;孔德慧;;独立分量分析在MPEG-4人脸动画中的应用[J];北京工业大学学报;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 熊卫华;向磊;李俊峰;赵新龙;;背景减除与帧间差分相结合的运动目标检测方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
2 蒋建国;安红新;齐美彬;;复杂背景下快速的目标检测方法[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
3 徐瑞;王睿;李怡;崔玉柱;;动态场景下基于Bayesian分类光流法的运动目标检测[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
4 张楠;潘振宽;魏伟波;李媛媛;徐凯;;小位移变分光流计算的分裂方法[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
5 许洁;陈辉;赵昌盛;;汽车辅助驾驶中的TV-L1光流[A];中国电子学会第十七届信息论学术年会论文集[C];2010年
6 王兵;赵荣椿;;图像序列参数估计的几类典型算法分析与评价[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
7 秦先祥;陈华;;基于模板匹配运动目标识别与跟踪仿真研究[A];广西计算机学会2008年年会论文集[C];2008年
8 赵荣椿;王兵;蒋晓悦;;基于图像序列的运动估计[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
9 梁怀宗;华庆一;;基于背景差分的人体跟踪方法在视频交互中的应用[A];第四届和谐人机环境联合学术会议论文集[C];2008年
10 陈华;韦巍;;基于图像灰度差估计三维显微图像复原[A];第十七届十三省(市)光学学术年会暨“五省一市光学联合年会”论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王宇;全景成像的计算机重构技术研究[D];长春理工大学;2010年
2 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 涂虬;智能视觉监视中目标检测与跟踪算法研究[D];华中科技大学;2010年
4 魏榛;扑翼非定常气动力实验研究及相关应用探索[D];中国科学技术大学;2010年
5 张志;基于先验约束的图像复原方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 冯定华;高速流动精细数值模拟、实验研究及其在气动光学中的应用[D];国防科学技术大学;2010年
7 邓鹤;基于飞行昆虫视觉机理的导航新方法[D];华中科技大学;2011年
8 朱淑亮;基于视频图像分析与信息融合的驾驶员疲劳检测技术研究[D];山东大学;2011年
9 李登旺;医学图像配准和分割技术研究及在图像引导放射治疗系统中的应用[D];山东大学;2011年
10 赖志辉;基于流形学习的稀疏人脸特征提取[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张淑芳;基于LabVIEW的便携式汽车仪表检测仪的研制[D];安徽工程大学;2010年
2 张聪炫;基于蚁群算法由直线光流场重建三维结构的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 袁猛;基于变分理论的光流计算技术研究[D];南昌航空大学;2010年
4 钟取发;动态环境下早期烟雾、火苗的视频分级检测研究[D];浙江理工大学;2010年
5 李焕;基于视频的车辆测速系统研究[D];郑州大学;2010年
6 周丽静;基于小波的全景图像超分辨率重建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王勇;运动背景下的目标检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 于立男;基于ARM平台的单摄像头运动目标检测与跟踪系统[D];大连理工大学;2010年
9 尉凯;单幅图像运动去模糊和视频序列稳像技术研究[D];大连理工大学;2010年
10 王伟岗;青岛公安图像综合应用平台的研究及应用[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘爱芳,朱晓华,陆锦辉,刘中;基于离散匹配傅里叶变换的逆合成孔径雷达成像算法[J];兵工学报;2004年04期
2 朱力,王盛利,倪晋麟,刘国岁;用匹配傅里叶变换估计星载SAR多普勒参数[J];兵工学报;2005年03期
3 杨守义,罗伟雄;一种基于高阶统计量的图像质量客观评价方法[J];北京理工大学学报;2001年05期
4 马义德;张红娟;;PCNN与灰度形态学相结合的图像去噪方法[J];北京邮电大学学报;2008年02期
5 梁立恒;邢立新;姜红艳;王明常;;高保真影像超分辨率重建应用研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2007年S1期
6 孙雷;张艳;徐青;;基于APEX的遥感影像高分辨率重建[J];测绘科学;2007年04期
7 吴琼;田越;周春平;宫辉力;李小娟;赵文吉;;遥感图像超分辨率研究的现状和发展[J];测绘科学;2008年06期
8 孟鲁闽,席晶;利用几何校正法进行不同影像间空间配准[J];测绘通报;2003年06期
9 范冲;龚健雅;朱建军;;一种基于去混叠影像配准方法的POCS超分辨率序列图像重建[J];测绘学报;2006年04期
10 付小宁,李西安;单站被动定位及光电实现[J];测试技术学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 金郭赟;朱秀昌;;多幅连续CCD图像间关系模型的研究[A];第一届中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐彤阳;基于抗混叠Contourlet变换的遥感图像融合研究[D];上海大学;2011年
2 王东峰;多模态和大型图像配准技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
3 赵海武;数字视频压缩理论与技术研究[D];南京理工大学;2002年
4 曾吉勇;折反射全景立体成像[D];四川大学;2003年
5 纪中伟;先进的运动估计与运动补偿算法在数字视频处理中的应用[D];电子科技大学;2002年
6 曹聚亮;图像超分辨率处理、成像及其相关技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
7 谭兵;多帧图像空间分辨率增强技术研究[D];解放军信息工程大学;2004年
8 于飞;基于波叠加方法的声全息技术与声学灵敏度分析[D];合肥工业大学;2005年
9 张光锋;毫米波辐射特性及成像研究[D];华中科技大学;2005年
10 杨文明;时空联合的视频对象分割[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 铁桂勤;超分辨率遥感影像重建技术的研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
2 张平;基于序列图像重构的超分辨率成像技术研究[D];浙江大学;2003年
3 黄丽;基于学习的图像超分辨率技术[D];浙江大学;2004年
4 夏春华;被动毫米波成像技术研究[D];南京理工大学;2004年
5 胡燕;遥感图像的超分辨率重建技术研究[D];解放军信息工程大学;2004年
6 林虹;基于小波和插值的超分辨率图像重建算法研究[D];西安电子科技大学;2005年
7 朱建;红外图像超分辨率重建的仿真研究[D];南京理工大学;2005年
8 陈德军;图像复原技术及应用研究[D];重庆大学;2005年
9 胡辛;压缩图像超分辨率重建算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
10 赵文蕾;基于互有位移序列图像的超分辨率复原技术研究[D];燕山大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹志翔;时华峰;纪泽栋;王园;金雷;;毫米波近程主动扫描成像研究[J];大众科技;2011年09期
2 邵文泽;韦志辉;;基于结构张量图像建模方法的滤波性能研究[J];电子学报;2011年07期
3 李永乐;张茂军;娄静涛;王炜;;去散焦模糊的折反射全向成像系统设计[J];光学学报;2012年09期
4 周璀;段光中;;遥感影像超分辨率重建技术与方法[J];科技创新与应用;2012年30期
5 李永乐;王炜;娄静涛;刘煜;彭杨;张茂军;;基于编码孔径的折反射全向成像去散焦模糊技术[J];光学学报;2013年05期
6 许娟;孙玉宝;韦志辉;;基于结构张量的Non-Local Means去噪算法研究[J];计算机工程与应用;2010年28期
7 刘润丹;潘新生;;一种实时鲁棒的超分辨率图像重建方法[J];计算机工程与应用;2012年09期
8 安博文;薛冰玢;;光纤耦合的亚像元图像超分辨率重建[J];计算机工程;2012年17期
9 惠卫华;;自适应耦合全变分和四阶PDE的图像放大[J];河北北方学院学报(自然科学版);2011年03期
10 任述科;郭建中;张晗;王爱玲;;基于仪器集成的超声C扫检测成像系统[J];压电与声光;2012年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 曹志翔;王园;杨显清;;近程毫米波主动成像研究[A];第22届全国电磁兼容学术会议论文选[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王宇;全景成像的计算机重构技术研究[D];长春理工大学;2010年
2 陶小平;基于光学成像特性的高分辨图像复原技术研究[D];浙江大学;2010年
3 张志;基于先验约束的图像复原方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 白俊奇;高分辨率红外成像中的图像处理算法研究[D];南京理工大学;2010年
5 李科;移动机器人全景视觉归航技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 曾俊;图像边缘检测技术及其应用研究[D];华中科技大学;2011年
7 郑钰辉;空域自适应滤波方法及其在斜模式遥感图像复原中的应用[D];南京理工大学;2009年
8 孙久运;矿区变形监测精密近景摄影测量关键技术研究[D];中国矿业大学;2010年
9 路锦正;基于稀疏表示的图像超分辨率重构技术研究[D];电子科技大学;2013年
10 徐志刚;序列图像超分辨率重建技术研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周丽静;基于小波的全景图像超分辨率重建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 康燕妮;关于超分辨率图像重建的配准方法研究[D];昆明理工大学;2010年
3 刘念;毫米波无源成像中微弱运动目标检测算法研究[D];电子科技大学;2011年
4 李慎之;毫米波无源成像超分辨算法研究及DSP实现[D];电子科技大学;2011年
5 郑斌;视频监控图像超分辨率重建技术研究[D];大连海事大学;2011年
6 侯天峰;数字图像去雾与超分辨率重建算法研究[D];合肥工业大学;2011年
7 李立琴;图像超分辨率重建算法研究[D];重庆大学;2011年
8 王科举;毫米波综合孔径辐射计近场成像研究[D];华中科技大学;2011年
9 郝旭;基于插值逆投影迭代的图像序列超分辨率重建[D];哈尔滨理工大学;2011年
10 杨妮;基于混合MAP/POCS的序列图像超分辨率重建算法研究[D];昆明理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 张新明 ,沈兰荪;超分辨率复原技术的发展[J];测控技术;2002年05期
2 郭晓新,李文辉,庞云阶;视网膜血流造影图像序列的超分辨率重建[J];吉林大学学报(理学版);2002年01期
3 吴良武,欧宗瑛;保持轮廓清晰光滑的灰度图像放大算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年04期
4 孙庆杰,张晓鹏,吴恩华;一种基于Bézier插值曲面的图像放大方法[J];软件学报;1999年06期
5 丛键,李在铭;基于盲均衡的超分辨率图像重建[J];系统工程与电子技术;2000年05期
6 刘良云,李英才,相里斌;超分辨率图象重构技术的仿真实验研究[J];中国图象图形学报;2001年07期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陶恂;;一种基于块配准的运动模糊图像复原算法[J];计算机应用与软件;2011年07期
2 刘雄;那顺布和;;基于二次曲面拟合的序列图像高分辨率复原[J];内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版);2007年04期
3 张瑞;;基于投影的静态超分辨率优化算法研究[J];科技资讯;2010年10期
4 杨欣;费树岷;周大可;;基于MAP的自适应图像配准及超分辨率重建[J];仪器仪表学报;2011年08期
5 覃凤清;何小海;陈为龙;吴炜;杨晓敏;;一种图像配准的超分辨率重建[J];光学精密工程;2009年02期
6 赵凌君,孙即祥;一种从低分辨率图像序列获取高分辨率图像的算法[J];电光与控制;2005年02期
7 丁海勇;卞正富;;基于Powell算法的亚像元配准方法(英文)[J];光子学报;2009年12期
8 陈小蔷,张俊,吴乐南;多帧超分辨率重建中的图像插值[J];信号处理;2004年03期
9 刘亚东;张群英;邓云凯;;图像配准技术在DPCA动目标检测中的应用[J];火力与指挥控制;2009年01期
10 李青峰;胡访宇;;利用BP神经网络实现监控图像盲复原[J];计算机仿真;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高炳像;刘俊;;基于Fourier-Mellin变换的红外图像配准[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年
2 金郭赟;朱秀昌;;多幅连续CCD图像间关系模型的研究[A];第一届中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2007年
3 孟强;王艳阳;张蔚;付慧君;龚建舟;陆惠忠;;肺癌影像引导放疗不同图像配准方法比较[A];中华医学会放射肿瘤治疗学分会六届二次暨中国抗癌协会肿瘤放疗专业委员会二届二次学术会议论文集[C];2009年
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5 董继扬;邱智勇;陈忠;;基于脉冲耦合神经网络的MR图像快速配准算法[A];第十四届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2006年
6 李红波;倪国强;;图像配准中特征点匹配分析与展望[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
7 杨红喆;刘连芳;;全景图拼接技术研究[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
8 张翼;宋志坚;;一种用于脊柱外科三维手术导航的配准方法研究[A];2008年医疗仪器学术年会暨理事会论文汇编[C];2008年
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10 赵云丰;付冬梅;尹怡欣;王嘉;;基于人工免疫的红外与可见光图像配准方法[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(二)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 贾东;独有软件插值功能[N];中国计算机报;2002年
2 艺术鱼;插值别说我不知道[N];中国电脑教育报;2003年
3 小洛;参数不是唯一,手机插值大曝光[N];电脑报;2005年
4 特约作者 高嘉嗣;像素插值——谁在误导消费者?[N];电脑报;2002年
5 ;专家坐堂之数码篇[N];电脑报;2003年
6 ;马利庄与他创立的实验室[N];科技日报;2004年
7 ;读广告看产品[N];中国电脑教育报;2003年
8 上海 钱可栋;为数码变焦平“冤”[N];电脑报;2003年
9 花火 文清;5招击溃手机虚标[N];电脑报;2006年
10 常劭甍;DC DV之时尚颠覆[N];大众科技报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭晓新;超分辨率重建问题的研究[D];吉林大学;2005年
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3 时永刚;广义距离度量和多模态图像配准技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
4 王彪;计算机视觉技术在低空突防与精确打击中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
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7 宋智礼;图像配准技术及其应用的研究[D];复旦大学;2010年
8 朱宪伟;基于结构特征的异源图像配准技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
9 周武;精密图像配准方法研究及在精密电子组装中的应用[D];华南理工大学;2012年
10 张欣;波前编码技术中的图像复原研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王勇;单幅雾天降质图像复原方法研究[D];合肥工业大学;2010年
2 李洪;双光谱图像检测的图像配准融合技术[D];暨南大学;2005年
3 尤海英;条码识别中图像复原的研究[D];南京航空航天大学;2010年
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5 王海峰;深度图像配准技术的研究及在古遗址数字化展示中的应用[D];西北大学;2011年
6 刘钰菲;InSAR图像配准算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 姬超;微粒群算法的应用研究及其可视化工具的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 冯卫平;多波段多极化SAR图像配准技术研究[D];杭州电子科技大学;2010年
9 高源;正则化最小二乘结合偏微分方程的图像复原技术研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 蒋毅;基于四阶偏微分方程的分裂Bregman图像复原方法[D];湖南大学;2010年
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