[发明专利]基于稀疏表示和UV通道处理的图像超分辨率重建方法

权利要求书

1.一种基于稀疏表示和UV通道处理的图像超分辨率重建方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

A)对输入图像(1)进行图像稀疏表示，包括以下步骤：

a1)利用高分辨率图像块x与低分辨率图像块y、高分辨率图像X和低分辨率图像Y的对应关系，结合压缩感知理论中的过完备字典的使用。其中，D_h表示高分辨率图像块字典，而D_l表示低分辨率图像块字典，得到关系如下：

Y＝SHX

其中，H代表模糊滤波器，对图像进行低通滤波操作。S是下采样算子。

a2)高分辨率图像X的块x可以表示成从训练图像采样得到的高分辨率块中训练字典D_h的稀疏线性组合：

x≈D_hα，且α∈R^K，

得到方程的最稀疏解α₀，根据稀疏表示，响应高分辨率块基D_h将结合起来输出高分辨率块x。

a3)稀疏表示方法产生高分辨率图像X′，即图像(2)，使用最速梯度下降算法将X′投影到SHX＝Y的解空间中，最终得到结果X_opt，即图像(3)

B)用基于超分辨率亮度信息对UV通道进行处理，提出一种在双边滤波器重建信息引导下的算法：具体如下

双边滤波器：

其中p和q表示高分辨率图像像素的位置。p↓和q↓表示下采样后低分辨率UV通道图像的像素位置。f表示空间滤波器核，g表示动态滤波器核，S_q↓是位置q↓的UV通道值，k_p是正则化因子。表示经过滤波后位置p的高分辨率UV通道值。

C)经过双边滤波器处理后得到图像(4) 。

2.根据权利要求1所述基于稀疏表示和UV通道处理的图像超分辨率重建方法，其特征在于，所述步骤A)中的图像(2)到(3)的方法为加强局部重建约束。这个方法使用了循环方法， 利用最速梯度下降法来对图像(2)进行优化。

3.根据权利要求1所述基于稀疏表示和UV通道处理的图像超分辨率重建方法，其特征在于，所述步骤B)中设计了一种双边滤波器，在对基于超分辨率亮度信息的UV通道进行处理。具体方式为：

其中p和q表示高分辨率图像像素的位置。p↓和q↓表示下采样低分辨率UV通道图像的像素位置。f表示空间滤波器核，g表示动态滤波器核，S_q↓是位置q↓的UV通道值，k_p是正则化因子。表示经过滤波后位置p的高分辨率UV通道值。

4.根据权利要求1所述基于稀疏表示和UV通道处理的图像超分辨率重建方法，其特征在于，所述步骤C)经过双边滤波器处理后得到图像(4) 。