文档介绍：中国海洋大学
硕士学位论文
图像超分辨率恢复方法研究
姓名:卢亮
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:王国宇
20090601
图像超分辨率恢复方法研究摘要随着社会的发展,人们对高质量图像的需求越来越来强烈,对光学成像系统采集图片的清晰程度也提出了更严格的要求。在实际的生产生活中,图像作为真实世界中三维场景在二维平面的投影,这个过程会损失大量的信息。同时光学成像系统在对目标物体进行成像的过程中,有很多因素会导致图像质量的退化,严重损害了图像作为一种记录客观世界的载体功能。随着人类进入数字时代,图像信号需要数字化处理,就必然存在从模拟图像信号到数字图像信号的转换。由奈奎斯特采样定理可知,采样频率至少是信号最高频率的两倍时,信号才能得到全部重建,否则会引起信号频谱的混叠。而图像信号相较于音频信号,其高频信息更为丰富,所占的频谱带宽更宽,模拟图像信号的数字化对硬件的采样率提出了更高的要求。通常情况下,模拟图像数字化采样率是不充分的,由此产生的欠采样所造成的频谱混叠以及系统存在的噪声,使得图像进一步退化。因此,如何对光学系统,光电成像器件,以及图像后期处理做出改进,使所得图像的分辨率提高,尽可能的接近于理想目标原型,成为国际上研究的热点之一,具有非常重要的实用价值和现实意义。按照傅里叶光学的观点,光学成像系统相当于一个低通滤波器,系统频率响应截止于某一光学衍射频率。图像超分辨率技术就是希望恢复或重建成像系统截至频率外的一些频谱的内容。当图像作为一个函数,是空域有界的,则其谱函数是一个解析函数。根据给定解析函数在某个区间上的取值而对函数整体进行重建就叫做解析延拓,故从理论上讲,重建图像的整个谱函数或至少重建衍射极限外某些频率上本文根据超分辨率图像重建方法的最新发展,重点研究了超分辨率图像重建的理论基础、数学模型以及现有的主要方法,在此基础上提出了一种基于非均匀采样的内插原理和后向迭代投影算法相结合的新算法,先通过非均匀采样的内插原理得到迭代因子,然后代入后向迭代投影算法中,然后通过对输出加以低频分量最匹配的约束,得到了无论从主观角度还是客观数据方面都令人满意的结果。实验证明了关键词:超分辨率;非均匀采样插值;后向迭代投影的谱函数是可能的。方法的有效性。
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学位论文作者签名:古吉学位论文作者签名:签字日期:弘俨麓跞签字日期:如。月尹日签字日期:≯一阞月独创声学位论文版权使用授权书明直明的:奎拦亘窒蚱渌逃沟难换蛑な槭褂霉牟牧稀S胛乙煌ぷ本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得垫遗直基丝盏墨挂型的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ导师签字:乃
第一章绪论弟一早珀研究背景及意义随着社会的发展,人们对高质量图像的需求越来越来强烈,对光学成像系统采集图片的清晰程度也提出了更严格的要求。在实际的生产生活中,图像作为真实世界中三维场景在二维平面的投影,这个过程会损失大量的信息,如景深信息、遮挡效应等。同时光学成像系统在对目标物体进行成像的过程中,有很多因素会导致图径、成像姿态以及被拍摄物体之间的相对运动等等。这些退化现象严重损害了图像作为一种记录客观世界的载体功能。随着人类进入数字时代,图像信号需要数字化处理,就必然存在从模拟图像信率的两倍时,信号才能得到全部重建,否则会引起信号频谱的混叠。而图像信号相化对硬件的采样率提出了更高的要求。通常情况下,模拟图像数字化采样率是不充退化。因此,如何对光学系统,光电成像器件,以及图像后期处理做出改进,使所得图像的分辨率提高,尽可能的接近于理想目标原型,成为国际上研究的热点之一,具有非常重要的实用价值和现实意义。图像的空间分辨率作为评价一幅图像质量好坏的一个关键性指标,它是指图像目标的空间细节在图像中可分辨的最小尺寸。要增加图像的空间分辨率,最直接的量H欢诩跣∠袼爻叽缡保ü饬恳不峒跎伲岵现亟档屯枷裰柿康纳粒噪声。为了减小像素尺寸而又免受散粒噪声的影响,需要对像素尺寸的减小有一个限制,对于一个睦齩钣诺南袼爻叽缭嘉。目前的图像传