[发明专利]一种基于单张低分辨率图像的图像插值重构方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种图像的构建方法，具体涉及一种基于单张低分辨率图像的图像插值重构方法。 

背景技术

在大多数数字图像的应用中，都希望获得高分辨率的图像。较高的分辨率可以提供更多更清晰的细节信息，这在很多领域都是非常关键的。例如，具有较高分辨率的医学图像可以帮助医生更准确的判断病情；在卫星遥感成像过程中，高分辨率图像常常成为辨别物体的关键。此外，在法医鉴定，车辆牌照识别等领域高分辨率图像也起着重要作用。 

正是由于高分辨率图像的广泛应用，近年来出现了各种方法来改善所得高分辨率图像质量。总的来说，这些方法可以分做两个大类，一类是基于多张有一定联系的低分辨率图像或通过训练的方法获得高分辨率的图像，这类方法的共同特点是需要用到较多的额外信息，虽然这类方法可以获得比较好的结果，但是它们对额外信息的要求也是非常苛刻的。另一类方法是基于单张低分辨率图像获得高分辨率图像，这类方法仅仅需要低分辨率图像本身，因此有着更广泛的适应性。 

常见的图像插值方法是寻找一个插值函数，这种方法可以在图像的低频分量处获得不错的效果，但是在高频分量处经常产生一些错误，从而造成图像的模糊效应，锯齿效应等。 

为了改善上面方法的不足，一种基于水平集的图像插值重构方法在2002年被提出。这种方法可以有效的平滑掉图像中的锯齿从而较好的改善图像的视 觉效果，可是它依然存在两个问题：第一，这种方法采用的锚定点约束技术不能使图像中所有的锯齿都得到充分的平滑，并会对图像中的细节纹理信息造成破坏。第二，这种方法并不能很好的解决图像的模糊效应。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够去除锯齿效应使图像边缘更加平滑，提高视觉效果，区分图像纹理细节和轮廓，使初始插值得到的高分辨率图像轮廓处的锯齿得到充分的平滑而图像中的纹理不遭到破坏，降低初始插值后高分辨率图像中模糊效应，使图像看起来更清晰的单张低分辨率图像的图像插值重构方法。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：首先通过标准的函数插值法获得一幅初始的高分辨率图像；然后对插值后的图像进行边缘信息的提取和二值化，使用边缘连接技术获得更全面的边缘响应，并通过引入一个边缘密度相关的变量D将这些边缘信息分做纹理细节部分以及轮廓部分；其次对轮廓部分进行水平集扩散以移除锯齿效应，在获得平滑的边缘效果的同时保护图像的细节信息；最后对图像的轮廓进行双边滤波，从而降低由于初始的插值错误和水平集扩散带来的模糊效应，在获得锐利轮廓的同时保护图像的细节信息。 

本发明的具体步骤如下： 

1)使用差商法计算插值后图像的初始边缘信息，如下式所示： 

δIHlδx(x,y)=(IHl(x-h,y)-IHl(x+h,y))/2h]]>