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《西安电子科技大学》 2009年
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视频和图像序列的超分辨率重建技术研究

宋锐  
【摘要】: 随着视频和图像处理技术的飞速发展,人们对高分辨率视频和图像序列的需求越来越强烈。高分辨率图像能提供目标的更多细节信息,对于图像的分析和处理有重要作用。然而在某些应用场合,由于光学物理器件、处理器性能、信道传输带宽或存储容量等的限制,人们获得图像的分辨率往往较低,并且无法或很难通过直接方式突破这些限制。因此,如何在现有条件限制下,提高图像和视频序列的空间分辨率,就成为人们研究的重点。 多帧图像的超分辨率重建技术已被证明是一种行之有效的解决上述问题的方法。它将同一场景的多幅图像之间互为补充的信息,用信号处理的方法进行融合,得到一幅分辨率增强的图像。这一技术可在不改变物理条件的情况下,有效地提高图像的空间分辨率,为目前在光学物理器件性能受限的情况下获取高质量的图像,或在视频压缩处理器性能及通信带宽受限的情况下,获得高质量的视频和图像提供了一种很好的解决方法,因此有广泛的应用前景,对该技术的研究具有重要的理论与实用意义。 本文对视频和图像序列的超分辨率重建技术中的模糊参数估计、块匹配运动估计以及基于正则化的超分辨率重建等若干关键问题进行了研究,并取得了一些研究成果。主要工作和研究成果如下: I.提出了一种自适应估计模糊参数的超分辨率重建算法。视频序列的超分辨率处理应用中,成像系统的点扩散函数(PSF)通常是未知的,而为了获得最佳的重建质量,必须预设成像系统的PSF。该算法利用多幅低分辨率图像之间的相互验证关系,训练并自动获得成像系统的PSF,降低了模糊参数调整的复杂度。实验结果表明该算法能更好地保持图像细节,使重建图像的纹理更清晰。 II.提出了一种基于位置采样的金字塔型块匹配快速算法,并在具体的项目需求下,设计了该运动估计处理器的知识产权核(IP)和一种基于微控制器(MCU)架构的可编程块匹配协处理器IP。算法分析了现有的金字塔型块匹配算法的缺陷,通过将像素采样改进为位置采样,降低了上层运动估计匹配的误判概率。算法运算过程中,位置采样后每一层的运算结构有很强的相似性,通过复用硬件结构大大节省了硬件资源。算法在图像质量损失很小的情况下,大幅度降低了运算量和硬件资源占用率,可以满足视频序列实时处理的要求。 III.提出了一种多边滤波正则化的超分辨率图像复原算法。通过将滤波对象由一阶梯度扩展到二阶梯度,多边滤波正则化在保持图像全局平滑的同时,更好地保护了屋顶边缘纹理。这一函数对陡坡位置有很好的滤波作用,并且可以自动调整滤波参数,解决了重建算法中参数调整复杂的问题。对合成图像和真实视频序列的仿真结果表明,这一算法可以获得很好的重建质量。 IV.提出了一种内嵌正则化的超分辨率重建算法。该算法改进了正则化超分辨率重建算法中的条件概率项和正则项的结合方式,将正则化函数直接作用于条件概率项,提高了正则化函数的校正效率,并加快了重建运算的速度。对合成图像和真实视频序列的仿真结果表明,该算法运算量较小,迭代收敛速度快,而且重建图像质量好。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 孙学芳;肖志云;孙蕾;李新科;;双边全变分的自适应核回归超分辨率重建[J];计算机工程与应用;2013年20期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 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
2 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
3 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
4 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
5 谢伟;多帧影像超分辨率复原重建关键技术研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 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
2 郭彩霞;基于微透镜阵列的集成图像超分辨率技术的研究[D];长春理工大学;2012年
3 朱婷婷;图像插值超分辨率重建算法研究[D];西南交通大学;2013年
4 张勇;图像超分辨率重建技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
5 杨关建;变电站一次设备触点温度监测系统设计与实现[D];西南交通大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 徐宏财;向健勇;潘皓;;一种改进的POCS算法的超分辨率图像重建[J];红外技术;2005年06期
2 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
3 孟庆武;预估计混叠度的MAP超分辨率处理算法[J];软件学报;2004年02期
4 沈焕锋;李平湘;张良培;;一种自适应正则MAP超分辨率重建方法[J];武汉大学学报(信息科学版);2006年11期
5 黄华,孔玲莉,齐春,朱世华;基于凸集投影和线过程模型的超分辨率图像重建[J];西安交通大学学报;2003年10期
6 宋锐;贾媛;吴成柯;封颖;张云锋;;自适应估计模糊参数的最大后验概率超分辨率复原算法[J];西安交通大学学报;2008年10期
7 宋锐;赵波;肖嵩;;适合硬件实现的运动估计方法及其VLSI实现[J];西安电子科技大学学报;2006年02期
8 许录平;姚静;;一种图像快速超分辨率复原方法[J];西安电子科技大学学报;2007年03期
9 袁小华,夏德深;自适应正则有参超分辨率图像盲恢复[J];中国图象图形学报;2004年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵波;基于VLSI实现的视频编码关键算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尚秋峰;董双双;;一种基于图像识别的高性能混沌特性判别算法[J];华北电力大学学报(自然科学版);2009年04期
2 赵晓丽,韩焱;复杂背景下运动目标的检测[J];华北工学院学报;2005年02期
3 杨丽娟;刘教民;王震洲;赵艳;;基于分块帧差的视频图像运动检测[J];河北科技大学学报;2006年01期
4 郭黎;廖宇;陈为龙;;基于改进SIFT的视频超分辨率重建快速配准算法研究[J];湖北民族学院学报(自然科学版);2010年02期
5 杨崇倡;孙瑞玉;魏蕊;谭志银;;基于图像技术数控定位加工喷丝头微孔[J];合成纤维工业;2008年04期
6 郑文彬,朱鹏程,曾文火;动目标成像跟踪算法研究[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2005年02期
7 张爱珍,王厚立,徐兆军;原木断层扫描图像的自动分割研究[J];信息技术;2003年11期
8 易丽华,朱德森,肖力;基于自适应正交小波基的图像分解[J];信息技术;2004年03期
9 刘苇娜;胡东红;;曲面拟合技术在二维条码图像分割中的应用[J];信息技术;2006年08期
10 王晓文;刘雨;;图像超分辨率研究综述[J];信息技术;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邹丽晖;陈杰;张娟;窦丽华;;一种基于时空域流形的视频序列图像拼接算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 刘伟宁;;基于运动区域检测的目标跟踪算法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
3 武坚;孙绍何;张峡辉;李相全;王智;;影像替换技术在局部厚云去除中的应用[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
4 马慧彬;石瑞英;牟晓枫;;基于支持向量机的MRI-PET图像融合算法[A];第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2008年
5 苏宏伟;陈华;;单画幅欠采样图像复原中的插值作用[A];广西计算机学会2006年年会论文集[C];2006年
6 刘雅举;李娜;张莉;李东明;;机器视觉在药用玻璃瓶质量检测中的研究[A];2007年河北省电子学会、河北省计算机学会、河北省自动化学会、河北省人工智能学会、河北省计算机辅助设计研究会、河北省软件行业协会联合学术年会论文集[C];2007年
7 魏兵;李伟;夏明安;;视觉测量技术在滚针轴承自动化生产中的应用[A];湖北省机械工程学会机械设计与传动专业委员会第十五届学术年会论文集(二)[C];2007年
8 魏高峰;赫锋;杨蕤;;JPEG2000压缩图像的客观质量预测模型[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
9 柳林霞;陈杰;陈文颉;;自动目标识别技术中的图像特征提取技术[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
10 孙朝明;李强;王增勇;;数字化射线检测图像中缺陷的分割与定量[A];2007四川省理化检验、无损检测学术交流年会论文集[C];2007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 张永林;车辆道路数值模拟与仿真研究[D];华中科技大学;2010年
4 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
5 张伟;基于图像处理的井下煤尘在线检测技术的研究[D];山东大学;2010年
6 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
7 邹文海;投影显示图像颜色失真校正研究[D];浙江大学;2010年
8 谢莉青;基于图像处理分析的机织物构成要素的综合识别方法与装置[D];东华大学;2010年
9 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
10 张萍;基于群智能优化的运动估计算法研究[D];电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周雪梅;基于颜色和形状特征的图像检索技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
3 李华北;基于数字图像技术在土木结构物损伤裂缝检查应用的研究[D];郑州大学;2010年
4 宋李江;指纹图像分割算法的研究[D];郑州大学;2010年
5 孙卫芳;基于JSEG的视频/图像分割技术研究[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 赵开伟;Contourlet变换在图像去噪中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 孙尚白;基于小波变换的三维表面纹理超分辨率及评价[D];中国海洋大学;2010年
9 王添;水下气泡场数字全息图的再现方法研究[D];中国海洋大学;2010年
10 马媛媛;基于纹理分类的图像检索技术研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙守信;;电气设备红外测温的温度参考规范[J];华北电力技术;1989年01期
2 袁小金;王开志;刘兴钊;;基于MAP及边缘保持的超分辨率图像复原[J];信息技术;2008年05期
3 王晓文;刘雨;;图像超分辨率研究综述[J];信息技术;2009年07期
4 李根;;基于小波变换修正的双线性插值图像放大方法[J];信息技术;2010年09期
5 刘梅,刘慧念,王彦珍,权太范;基于预条件共轭梯度的超分辨图像重构方法[J];哈尔滨工业大学学报;2003年08期
6 刘洪臣;冯勇;杨旭强;;基于双三次B样条曲面亚像元图像插值方法[J];哈尔滨工业大学学报;2007年07期
7 李信富;李小凡;;分形插值与拉格朗日插值的比较研究[J];黑龙江大学自然科学学报;2008年03期
8 蔡毅,汤锦亚;对红外热成像技术发展的几点看法[J];红外技术;2000年02期
9 吴诚,苏君红,潘顺臣,冯生荣,金伟其;对中波与长波红外焦平面热成像的一些探讨[J];红外技术;2002年02期
10 刘会通,马红伟;自适应非均匀性校正中“鬼影”问题的分析[J];红外技术;2003年05期
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 李兴华;高分辨力空间摄影相机像移补偿控制技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
3 张晓飞;基于DSP的红外焦平面阵列非均匀性校正技术研究[D];重庆大学;2002年
4 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
5 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
6 邢素霞;非制冷红外热成像系统研究[D];南京理工大学;2005年
7 郭晓新;超分辨率重建问题的研究[D];吉林大学;2005年
8 刘微;运动模糊图像恢复算法的研究与实现[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
9 袁小华;超分辨率图像恢复中的方法研究[D];南京理工大学;2005年
10 韩玉兵;图像及视频序列的超分辨率重建[D];东南大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张丽群;基于相关法的多重成像亚像素定位算法的研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2005年
2 郑丽英;信号去噪方法研究与应用及毫米波辐射计显控软件实现[D];电子科技大学;2007年
3 罗泽宇;毫米波无源成像超分辨理论及图像增强算法研究[D];电子科技大学;2007年
4 唐玎;面向图像配准的亚像素运动估计算法研究[D];国防科学技术大学;2007年
5 党向盈;基于边缘方向的高精度快速图像插值算法研究与应用[D];江南大学;2008年
6 姜瑾;基于标定的红外探测器非均匀校正算法研究[D];华中科技大学;2007年
7 彭婉娟;全息三维显示技术[D];重庆大学;2008年
8 肖杰雄;基于POCS算法的超分辨率图像重建[D];上海交通大学;2009年
9 蒋理;毫米波无源探测成像超分辨算法研究及DSP实现[D];电子科技大学;2009年
10 徐鹏宇;超分辨率图像重建研究[D];上海交通大学;2009年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 穆治亚;红外多目标实时跟踪方法的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2014年
2 钟权;地空背景下扩展目标稳定跟踪技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 雷晓杰;红外图像实时非均匀性校正技术研究[D];南京理工大学;2013年
2 顾海华;显微热成像系统微扫描理论与技术研究[D];燕山大学;2013年
3 杨琳琳;超声回弹综合法检测环形钢筋混凝土电杆的应用研究[D];中南大学;2013年
4 魏伟;基于图像载体的信息隐蔽传输系统设计与实现[D];大连理工大学;2013年
5 徐利民;高分辨太赫兹图像处理[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2013年
6 冉起;基于学习的图像超分辨率复原算法研究[D];哈尔滨理工大学;2014年
7 刘妍;基于微扫描的像质检测用哈特曼传感器研究[D];长春理工大学;2013年
8 王雪磊;基于稀疏特征的高分辨声呐成像[D];西安电子科技大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王养利,吴成柯;基于三焦距张量及BMA的运动估计和补偿[J];航空学报;2001年02期
2 拜丽萍,李庆辉,王炳健,周慧鑫;基于序列图像处理技术的高分辨率红外图像重建方法[J];红外技术;2002年06期
3 李宏贵,罗正发,李国帧,李兴国;基于分形理论的红外图像边缘检测[J];红外技术;1999年01期
4 黎铁军,沈承东,李思昆;一种支持PMVFAST运动估计算法的VLSI体系结构[J];计算机研究与发展;2005年04期
5 何卫锋,毛志刚,吕志强,尹海丰;一种基于FBMA算法的整像素运动估计芯片的VLSI设计[J];计算机研究与发展;2005年07期
6 陈韩锋,戚飞虎;一种新的快速块运动估计的分级筛选法[J];计算机学报;2004年06期
7 张荩尹,李波,姚春莲;基于最优位置计算的快速亚像素运动估计[J];计算机学报;2005年09期
8 宋传鸣,王相海;小波域视频运动估计研究进展[J];计算机学报;2005年10期
9 杜诚,何芸,郑君里;新的低码率视频编码快速半像素搜索算法[J];清华大学学报(自然科学版);2001年01期
10 龚涛,丁润涛;基于小波变换的块匹配运动估计方法[J];天津大学学报;2003年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 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
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 张新明,沈兰荪;基于多尺度边缘保持正则化的超分辨率复原[J];软件学报;2003年06期
3 谭兵,徐青,耿则勋,邢帅;超分辨率图象重建技术发展现状[J];信息工程大学学报;2003年04期
4 张地,杜明辉;大倍数超分辨率图像重构的通用快速算法[J];华南理工大学学报(自然科学版);2004年11期
5 吴伟仁,闫磊,田金文;基于小波变换与Bézier曲面插值相结合的图像插值方法[J];哈尔滨工业大学学报;2004年11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
7 黄战华,李蒙,蔡怀宇,李贺桥,张以谟;一种视频图像规则圆目标的超分辨率位置测量方法[J];光学技术;2002年02期
8 曹聚亮,吕海宝,李冠章,谭晓波;基于微变焦法的超分辨率成像技术及实验研究[J];国防科技大学学报;2004年05期
9 闫华,刘琚,李道真,孙建德;基于增量维纳滤波和空间自适应规整的超分辨率图像复原[J];电子与信息学报;2005年01期
10 庞亚红,毛幼菊;一种基于凸集投影(POCS)的数字图像超分辨率重建算法[J];计算机工程与应用;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈博洋;郭强;谷松岩;;气象卫星遥感图像的超分辨率重建研究[A];第28届中国气象学会年会——S1第四届气象综合探测技术研讨会[C];2011年
2 陶然;杜述松;张文喜;;频谱编码超分辨率方法研究及其影响因素分析[A];第二十四届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2011年
3 杨剑;周诠;李映;赵荣椿;;一种改进的基于MAP的超分辨率图像重建算法[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
4 肖鹏;胡栋;;基于窄量化约束集的H.264视频超分辨率重建方法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
5 闫允一;郭宝龙;;基于小波的图像超分辨率重建算法研究[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年
6 赵荣椿;;超分辨率图像重建及其应用[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
7 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
8 葛广顶;王秉中;;时间反演电磁波的传播特性及其应用[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
9 蒋慧钧;;数字视频修复产业化发展的关键技术探讨[A];中国新闻技术工作者联合会2011年学术年会论文集(下篇)[C];2011年
10 蒋慧钧;;数字视频修复产业化发展的关键技术探讨[A];2011中国电影电视技术学会影视技术文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 李玲玲;机器人各显神通[N];中国知识产权报;2000年
2 记者 江山;创新要成为无锡城市发展的主战略[N];无锡日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 程琳;远场超分辨率成像与亚波长聚焦的研究[D];兰州大学;2011年
2 葛广顶;时间反演电磁波的超分辨率特性及其应用[D];电子科技大学;2011年
3 李展;空间超分辨率图像重建算法研究[D];华南理工大学;2012年
4 章永登;三维超分辨率显微成像系统、定位算法以及荧光蛋白的开发[D];华中科技大学;2013年
5 钟九生;基于稀疏表示的光学遥感影像超分辨率重建算法研究[D];南京师范大学;2013年
6 谢伟;多帧影像超分辨率复原重建关键技术研究[D];武汉大学;2010年
7 张博洋;图像及视频超分辨率重建技术研究[D];山东大学;2013年
8 章永登;三维超分辨率显微成像系统、定位算法以及荧光蛋白的开发[D];华中科技大学;2013年
9 熊志伟;基于范例的高性能图像超分辨率[D];中国科学技术大学;2011年
10 李民;基于稀疏表示的超分辨率重建和图像修复研究[D];电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李智盛;压缩传感在超分辨率中的应用[D];清华大学;2011年
2 熊伟;监控视频序列超分辨率重建技术的研究[D];西南交通大学;2010年
3 王本虹;基于细节的超分辨率重建技术研究[D];电子科技大学;2012年
4 陈致豪;基于稀疏表示与压缩传感的超分辨率图像处理技术研究[D];西南交通大学;2013年
5 周慧;视频图像的超分辨率重建技术研究[D];湖南大学;2013年
6 顾舒航;基于局部回归的快速超分辨率技术研究[D];华中科技大学;2013年
7 刘超;快速超分辨率重建方法研究与实现[D];杭州电子科技大学;2014年
8 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
9 陈静涛;基于超分辨率重建方法的图像视频压缩编码技术研究[D];上海交通大学;2012年
10 谢静苑;基于特征图像分类以及稀疏表示的超分辨率重建[D];南京邮电大学;2013年
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