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《国防科学技术大学》 2004年
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基于MAP技术的图像超分辨率复原研究与实现

刘晓天  
【摘要】:图像超分辨率复原的目的是从一个低分辨率图像序列中提取一幅高分辨率图像。超分辨率图像通常是指滤除成像系统噪声(包括离焦模糊、运动模糊、欠采样等因素)和恢复成像光学系统所丢失的高频信息以后获得的清晰图像。虽然,经典的插值方法(例如双线性插值、三次样条插值等)得到了广泛的研究和应用,但由于图像的边缘区域和不连续区域变得模糊,使得最终得到的图像变得模糊。这一复原过程一直是图像处理领域的研究难点。 因此,在保证图像超分辨率复原效果和收验速度不降低的前提下,研究如何确立图像模型,减少计算量,对于图像复原具有重要的意义与价值。本文针对这一问题,从模型的设计及算法实现等方面进行了深入的分析与研究。论文的主要工作和创新包括: 1.针对单幅图像提高分辨率方法中存在的不足,设计了一种基于最大后验概率估计(MAP)框架下的,利用多帧序列图像的高分辨率图像重构方法。MAP估计为图像的最优估计提供了良好的框架,便于数学求解,可以获取较单幅图像更多的图像信息,重构出较任何单帧图像更高的分辨率; 2.针对图像复原设计了一种Gibbs模型,并设计了其参数选取模式。通过Gibbs模型,可以从图像的局部特性来分析图像的整体构成,具有良好的收敛效率,这为实时处理带来了方便; 3.针对图像中运动物体边缘和背景的不同特性,为了充分利用序列图像之间的冗余信息和图像中的高频信息,设计了一种基于物体边缘的运动估计方法,采取不同的运动估计判别法则来恢复更多的图像细节。可以更为精确地求取图像运动物体边缘部分的运动信息,使得图像的边缘区域和不连续区域变得更加清晰,从而使得最终得到的图像效果更好,为图像的超分辨率复原带来更多便利。 在这些技术的基础上,本文最终利用序列图像复原出较其它方法更优的高分辨率图像,并且在效率上优于其它类似方法,并对该方法的结果进行了验证。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【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
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2 李磊;周鸣争;;基于MAP技术的图像类推超分辨重建方法[J];计算机技术与发展;2009年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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2 袁小金;合成孔径雷达图像提高分辨率技术研究[D];上海交通大学;2007年
3 黄秋兰;遥感图像的超分辨率重建技术空域方法研究[D];中国地质大学(北京);2008年
4 唐丽焕;基于Markov随机场的超分辨率图像重建[D];山东大学;2009年
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6 张蓓蓓;超分辨率图像的重建[D];西安理工大学;2010年
7 郭亲弟;基于DM642视频平台的H.264编码算法关键技术研究[D];天津理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 宋义刚;肖亮;韦志辉;黄丽丽;;光学遥感图像变量分裂迭代快速复原算法[J];兵工学报;2012年03期
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9 鲁学柱;王国权;童亮;;3种光照条件下灰度图像边缘检测算法的研究[J];北京机械工业学院学报;2006年03期
10 赵剡;李东兴;许东;;抑制复原图像振铃波纹的频域循环边界算法[J];北京航空航天大学学报;2006年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李旻珺;杨博;胡静;;星光导航湍流退化星图复原算法研究[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
2 张旭明;熊有伦;尹周平;;噪声污染运动模糊图像点扩散函数估计[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
3 陈晓钟;孙华燕;;基于更佳分辨率小波分解的图像纹理分类[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
4 吕玉增;彭启民;黎湘;;基于Radon变换的不变性形状识别[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
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6 段修满;孙国霞;;基于二次帧差法的智能视频监控系统[A];中国电子学会第十七届信息论学术年会论文集[C];2010年
7 刘代志;刘志刚;李夕海;;无人机情报信息处理中的图像处理技术[A];信号与信息处理技术第三届信号与信息处理全国联合学术会议论文集[C];2004年
8 苏兆锋;杨海亮;孙剑锋;丛培天;王亮平;;“强光一号”加速器能谱测量实验中的波形还原问题初探[A];第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议论文集[C];2008年
9 孙家宪;赵剡;许东;;气动光学效应图像复原振铃效应抑制自适应算法的研究[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
10 张智博;王艳;殷天明;;基于TCS230的颜色识别系统设计[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010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 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 赵晓丹;基于非先验函数系的信号识别[D];江苏大学;2010年
5 鲁志波;医学图像增强与插值的算法研究[D];解放军信息工程大学;2007年
6 李华蓉;基于图段的彩色地图线要素智能识别[D];武汉大学;2010年
7 刘钦晓;波前编码成像系统解码算法理论研究及其应用[D];浙江大学;2010年
8 刘吉英;压缩感知理论及在成像中的应用[D];国防科学技术大学;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 徐慧峰;基于弹性波的地下管线水平导向钻随钻探测理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余波;惯性约束聚变的中子半影成像诊断系统和非线性重建方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
3 解斐斐;UAV城市高质量DOM制作方法研究[D];山东科技大学;2010年
4 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
5 李跃;三维运动估计在织物动态仿真中的应用[D];浙江理工大学;2010年
6 蓝国宁;基于变分偏微分方程的细胞神经网络水下图像噪声抑制[D];中国海洋大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓乾国;游志胜;;基于凸集投影算法的超分辨率图像重建技术[J];成都信息工程学院学报;2005年06期
2 孙丽;宦克为;邸旭;石晓光;郑峰;;距离对红外热像仪测温精度的影响及校正方法研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年01期
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4 黄淑君;阙大顺;;一种基于提升小波的图像融合方法[J];电脑与信息技术;2006年03期
5 梁凡;AVS视频标准的技术特点[J];电视技术;2005年07期
6 马展,金欣,刘文予,喻莉,朱光喜;面向移动的视频编码标准AVS-M[J];电视技术;2005年07期
7 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
8 潘逢治,张立明;用神经网络恢复残差的图像超分辨率算法[J];电子学报;2004年01期
9 宋立锋;戴青云;;H.264实时编码的指令Cache优化[J];电子学报;2008年08期
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 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
2 袁建华;超分辨率重建中若干问题的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
3 闫华;基于重构的超分辨率技术研究[D];山东大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李友一;空间相机偏流角控制的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
2 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
3 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
4 吴宏圣;TDICCD全景航空相机像移补偿研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
5 李红阳;运动图像恢复[D];清华大学;2002年
6 黄丽;基于学习的图像超分辨率技术[D];浙江大学;2004年
7 罗鸣;H.264视频编码标准算法研究和优化分析[D];四川大学;2004年
8 喻鑫 ;基于H.264视频编码的快速算法研究及实现[D];四川大学;2004年
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10 安维嵘;H.264解码算法的研究及其在DSP平台的实现[D];清华大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 杨莹;王宏漫;张静;;用马尔可夫随机场理论生成草书“飞白”纹理[J];计算机工程与设计;2011年02期
2 王伯阳;韩晓微;张文奇;;图像超分辨率重建算法比较研究[J];沈阳大学学报;2011年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 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
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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8条
1 杨莹;草书及行书“飞白”效果的仿真研究[D];辽宁师范大学;2010年
2 王伯阳;视频图像超分辨率增强技术研究[D];沈阳大学;2011年
3 苏慧君;SAR图像分辨率增强方法研究[D];电子科技大学;2011年
4 曹轩;基于压缩感知的合成孔径雷达超分辨成像复数据处理方法研究[D];南京理工大学;2011年
5 王宏洲;基于NMF的星载遥感图像融合方法研究;基于NMF的星载遥感图像融合方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 宋俊玲;基于小波变换的图像超分辨率重建算法研究[D];燕山大学;2010年
7 韩跃;夏季温室降温预测与模拟研究[D];黑龙江八一农垦大学;2012年
8 邓建青;机载光电成像超分辨率图像重建技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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3 胡茂海,陶纯堪,卞松龄,高万荣,杨晓春;VC++环境下激光共焦扫描显微镜的成像实现[J];应用光学;2001年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 李培华,张田文;一种新的B样条主动轮廓线模型[J];计算机学报;2002年12期
3 沈意;周成平;蔡超;张天序;;基于双谱序列图像的ATR系统设计与实现[J];计算机工程与应用;2005年35期
4 李木勇;冯进良;唐勇;韦宏强;于明飞;王玉明;;基于序列图像中运动小目标检测[J];长春理工大学学报(自然科学版);2007年02期
5 陶玲;钱志余;陈春晓;;基于主动轮廓模型的序列图像分割[J];应用科学学报;2007年06期
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10 张春森,张剑清,贺少军;基于立体视觉的空间运动分析[J];光学技术;2004年03期
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1 温小欢;林广发;陈明华;陈友飞;;基于高分辨率遥感影像独立树冠提取方法之比较[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
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3 刘建军;;地质预报高分辨率检测的HSP法[A];中国声学学会1999年青年学术会议[CYCA'99]论文集[C];1999年
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5 向阳;;宽视场高分辨率CCD成象方法[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年
6 侯中喜;易仕和;王承尧;;高阶、高分辨率WENO格式改进与应用[A];第十届全国激波与激波管学术讨论会论文集[C];2002年
7 胡胜华;杨晓晶;谭建新;殷硕文;;QuickBird卫星遥感数据在规划国土中的应用[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
8 李琼;李正文;钱一雄;王咸彬;;塔中围斜区东河砂岩地震速度分布特征与储层预测[A];中国西部复杂油气藏地质与勘探技术研讨会论文集[C];2006年
9 陶建峰;姚静;;江苏近海高分辨率潮流场数值模拟[A];中国海洋湖沼学会水文气象分会、中国海洋湖沼学会潮汐及海平面专业委员会、中国海洋湖沼学会计算海洋物理专业委员会、山东(暨青岛市)海洋湖沼学会2007年学术研讨会论文摘要集[C];2007年
10 刘丽;王体健;;区域复杂地形大气污染扩散的模拟研究[A];中国气象学会2007年年会大气成分观测、研究与预报分会场论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 ;高分辨率商务扫描仪 明基7550T[N];电脑报;2004年
3 潘素卿 DigiTimes;手机面板朝高分辨率发展QVGA规格受欢迎[N];电子资讯时报;2007年
4 苏娟;以高分辨率卫星支援抗震救灾[N];中国计算机报;2008年
5 记者 陈炳欣 北京;高分辨率等离子后市看好 全高清产品今年启动[N];电子资讯时报;2006年
6 张楠;新增EW系列主打家庭市场[N];中国计算机报;2008年
7 中国计算机报测试实验室 康健;迈入1200dpi的CIS扫描[N];中国计算机报;2001年
8 张雪;我国首次绘制南极洲高分辨率图[N];中国国土资源报;2009年
9 ;TI业界最高PWM分辨率的32位数字信号控制器[N];电子报;2006年
10 吴宗翰 DigiTimes;Avago:不会加入图像传感器分辨率竞赛[N];电子资讯时报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 杨茂光;PP2A介导MAP1B去磷酸化对BMSCs靶向脊髓损伤迁移的影响[D];吉林大学;2012年
3 陈洁;高分辨率X射线成像技术与应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
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5 李立春;基于无人机序列成像的地形重建及其在导航中的应用研究[D];国防科学技术大学;2009年
6 邓义斌;基于冷却液温度MAP的天然气发动机电控冷却系统研究[D];华中科技大学;2011年
7 魏波;点时空约束图像目标跟踪理论与实时实现技术研究[D];电子科技大学;2000年
8 朱清波;序列图像三维重建方法研究[D];华中科技大学;2010年
9 郭蜀光;MAP激酶反馈机制调控鸟苷三磷酸激酶Rhol和肌动蛋白在酵母中的分布[D];河南大学;2009年
10 赵宏宇;Turbo编译码系统高效MAP译码、无数据辅助SNR估计与多项式交织器设计[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晓天;基于MAP技术的图像超分辨率复原研究与实现[D];国防科学技术大学;2004年
2 周智浩;基于序列图像的二维超分辨率重构技术研究[D];浙江大学;2006年
3 祝勇;基于序列图像的超分辨率重构技术研究[D];长春理工大学;2009年
4 吴庆伟;运动估计方法研究与序列图像的相关性分析[D];华中科技大学;2005年
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6 肖学钢;序列图像中交通标志定位检测技术研究[D];中南大学;2008年
7 饶岚;生物体内部结构三维显微成像技术研究[D];浙江大学;2003年
8 丁秋芳;主动脉弓变形和位移测量的研究[D];北京工业大学;2006年
9 任阳阳;复杂背景下红外序列图像中运动目标检测算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
10 高文井;序列成像目标定位的DSP实现[D];西安电子科技大学;2011年
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