[发明专利]用于为低分辨率图像提供超分辨率的设备和方法

权利要求书

1.一种用于为低分辨率图像提供超分辨率的设备，包括：

图像块提取与表示装置，其包括被配置成从所述低分辨率图像中提取图像块并且将所提取的图像块中的每个表示为高维向量的第一组滤波器；

映射装置，其包括被配置成将所述高维向量中的每个非线性地映射为高分辨率图像块表示的第二组滤波器；以及

聚合装置，其被配置成聚合所述高分辨率图像块表示，以生成所述低分辨率图像的高分辨率图像，

其中，所述第一组滤波器被配置成从所述低分辨率图像中提取所述图像块并且根据第一参数的第一非线性函数将所提取的图像块中的每个表示为所述高维向量，其中所述第一参数是从与所述低分辨率图像相关联的预定参数中确定的。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二组滤波器被配置成根据第二参数的第二非线性函数将所述高维向量中的每个非线性地映射为所述高分辨率图像块表示，其中所述第二参数是从与所述高维向量相关联的预定参数中确定的。

3.根据权利要求2所述的设备，其还包括：

比较装置，其被配置成从预定训练集中对与所述低分辨率图像对应的标定真实高分辨率图像进行取样，并且比较所述聚合的高分辨率图像与对应的标定真实高分辨率图像之间的不同以生成重建误差，其中将所述重建误差反向传播通过经过预先训练的卷积神经网络，以确定所述第一参数和所述第二参数。

4.根据权利要求3所述的设备，还包括训练集准备装置，其中所述训练集准备装置还包括：

修剪器，其被配置成从随机选择的训练图像中随机修剪多个子图像，以生成标定真实高分辨率子图像的集合；

低分辨率子图像生成器，其被配置成基于所述真实高分辨率子图像的集合来生成低分辨率子图像的集合；

配对装置，其被配置成将所述标定真实高分辨率子图像中的每个与对应的低分辨率子图像进行配对；以及

收集器，其被配置成收集配对的标定真实高分辨率子图像和所述低分辨率子图像，以形成所述预定训练集。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述低分辨率子图像生成器还包括：

模糊装置，其被配置成通过高斯核而使所述标定真实高分辨率子图像中的每个模糊；

下取样装置，其被配置成以预定比例因子对模糊的标定真实高分辨率子图像进行下取样；以及

放大装置，其被配置成以预定放大因子放大下取样的标定真实高分辨率子图像，以生成所述低分辨率子图像的集合。

6.根据权利要求1所述的设备，其还包括：

放大单元，其被配置成将所述低分辨率图像放大到预定尺寸。

7.根据权利要求3所述的设备，其中所述重建误差包括均方误差。

8.一种用于为低分辨率图像提供超分辨率的方法，包括：

由包括第一组滤波器的图像块提取与表示装置从所述低分辨率图像中提取图像块并且将所提取的图像块中的每个表示为高维向量；

由包括第二组滤波器的映射装置将所述高维向量中的每个非线性地映射为高分辨率图像块表示；以及

聚合所述高分辨率图像块表示，以生成高分辨率图像，

其中，从所述低分辨率图像中提取图像块并且将所提取的图像块中的每个表示为高维向量还包括：

从所述低分辨率图像中提取图像块并且根据第一参数的第一非线性函数将所提取的图像块中的每个表示为所述高维向量，其中所述第一参数是从与所述低分辨率图像相关联的预定参数中确定的。

9.根据权利要求8所述的方法，其中将所述高维向量中的每个非线性地映射为高分辨率图像块表示还包括：

根据第二参数的第二非线性函数将所述高维向量中的每个非线性地映射为所述高分辨率图像块表示，其中所述第二参数是从与所述高维向量相关联的预定参数中确定的。