本文關(guān)鍵詞：特征提取結(jié)合字典學(xué)習(xí)的超分辨率重建，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：圖像超分辨率重建是一門從退化的低分辨率圖像獲取原始高分辨率圖像的技術(shù),在數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域中占有重要的地位。圖像超分辨率重建技術(shù)不需要改變現(xiàn)有的物理設(shè)備,而是運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像分辨率的提高,達(dá)到克服硬件精度不夠及節(jié)省硬件成本的目的。目前,圖像超分辨率重建技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于遙感監(jiān)測(cè)、高清數(shù)字電視、醫(yī)學(xué)成像和公共安全等領(lǐng)域。目前,圖像超分辨率重建方法主要包含基于插值、基于重建和基于學(xué)習(xí)的三類方法。近年來(lái),隨著稀疏表示和矩陣低秩分解理論的不斷發(fā)展,基于稀疏編碼的圖像超分辨率重建方法成為研究熱點(diǎn)�；诖�,本文圍繞圖像超分辨率重建中的關(guān)鍵步驟特征提取算法和稀疏編碼中的學(xué)習(xí)字典構(gòu)造技術(shù),重點(diǎn)研究了塊haar小波特征提取結(jié)合稀疏編碼的單幀圖像超分辨率重建和低秩融合結(jié)合稀疏編碼的多幀圖像超分辨率重建。本文內(nèi)容主要包括以下三個(gè)方面：首先,闡述三類圖像超分辨率重建方法的基本原理,并數(shù)字實(shí)現(xiàn)了部分算法,給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)果分析,如基于插值方法中的最近鄰插值、雙線性插值和雙三次插值算法；基于重建方法中的迭代反投影算法和凸集投影算法；基于學(xué)習(xí)方法中的基于示例的算法和鄰域嵌入算法等。其次,圍繞基于稀疏編碼的圖像超分辨率重建算法(具體包括圖像庫(kù)選取、圖像特征塊提取和字典訓(xùn)練方案等)展開(kāi)研究,本文提出一種新的塊haar小波特征提取結(jié)合稀疏編碼的圖像超分辨率重建方法,并給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及與其它方法的對(duì)比分析。最后,在研究圖像配準(zhǔn)算法和矩陣低秩分解理論的基礎(chǔ)上,提出低秩融合結(jié)合稀疏編碼的多幀圖像超分辨率重建方法,并給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及與其它方法的對(duì)比分析�？傊�,圍繞圖像的超分辨率重建問(wèn)題,本文提出并數(shù)字實(shí)現(xiàn)了基于塊haar小波特征提取結(jié)合稀疏編碼的單幀圖像超分辨率重建和低秩融合結(jié)合稀疏編碼的多幀圖像超分辨率重建方法。更進(jìn)一步指出,多幀圖像的超分辨率重建,不僅可以融合圖像間的有效信息,還能利用學(xué)習(xí)字典提供的先驗(yàn)信息,使圖像重建的效果更好。
【關(guān)鍵詞】：特征提取 學(xué)習(xí)字典 稀疏編碼 低秩融合 超分辨率重建
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 圖像超分辨率重建技術(shù)10-12
• 1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)12-13
• 1.4 本文主要工作13-14
• 1.5 本文內(nèi)容安排14-17
• 第二章 常用的圖像超分辨率重建方法17-33
• 2.1 典型圖像退化模型17-19
• 2.2 基于插值的超分辨率重建方法19-23
• 2.2.1 最近鄰插值算法19-20
• 2.2.2 雙線性插值算法20-21
• 2.2.3 雙三次插值算法21-23
• 2.3 基于重建的超分辨率重建方法23-25
• 2.3.1 迭代反向投影法23-24
• 2.3.2 凸集投影法24-25
• 2.4 基于學(xué)習(xí)的超分辨率重建方法25-32
• 2.4.1 基于示例的方法26-29
• 2.4.2 鄰域嵌入的方法29-32
• 2.5 小結(jié)32-33
• 第三章 塊haar小波特征提取結(jié)合稀疏編碼的圖像超分辨率重建33-53
• 3.1 稀疏編碼理論及算法33-39
• 3.1.1 信號(hào)的稀疏編碼理論33-35
• 3.1.2 信號(hào)的稀疏編碼算法35-39
• 3.2 稀疏編碼圖像超分辨率重建步驟39-43
• 3.2.1 圖像庫(kù)的采集39
• 3.2.2 訓(xùn)練樣本集的構(gòu)造39-40
• 3.2.3 過(guò)完備學(xué)習(xí)字典的訓(xùn)練40-41
• 3.2.4 LR圖像的超分辨率重建41-43
• 3.3 塊haar小波特征提取43-45
• 3.4 塊haar小波特征提取結(jié)合稀疏編碼的圖像超分辨率重建45-51
• 3.4.1 數(shù)學(xué)模型46
• 3.4.2 數(shù)值實(shí)現(xiàn)46-48
• 3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析48-51
• 3.5 小結(jié)51-53
• 第四章 低秩融合結(jié)合稀疏編碼的圖像超分辨率重建53-69
• 4.1 SURF結(jié)合RANSAC算法特征提取53-60
• 4.1.1 SURF算法特征提取54-58
• 4.1.2 RANSAC算法剔除誤匹配點(diǎn)58-60
• 4.2 低秩圖像融合60-63
• 4.2.1 低秩矩陣求解60-61
• 4.2.2 低秩圖像融合61-63
• 4.3 低秩融合結(jié)合稀疏編碼的圖像超分辨率重建63-68
• 4.3.1 重建模型63-65
• 4.3.2 數(shù)值實(shí)現(xiàn)65
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析65-68
• 4.4 小結(jié)68-69
• 第五章 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 附錄77-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果79-81
• 致謝81

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