[发明专利]多尺度自动聚焦超分辨率处理系统和方法

权利要求书

1.一种多尺度自动聚焦超分辨率处理系统，包括：

感兴趣的区域ROI检测神经网络，用于接收低分辨率图像，利用最大池化残差块和输入尺度自由残差神经网络进行处理，输出ROI区域图像；

超分辨率图像生成器G，用于接收ROI区域图像，从ROI区域图像的低分辨率图像估计出超分辨率图像，其中超分辨率图像生成器G首先从ROI区域图像的低分辨率图像估计出第一级超分辨率图像，超分辨率图像生成器G再从第一级超分辨率图像估计出第二级超分辨率图像，其中所述超分辨率图像生成器G的训练描述为：

其中I_hr真实有效的高分辨率图像，I_lR是感兴趣的区域的低分辨率图像，I_dr是I_hr的2倍下采样版本，是第一级超分辨率生成单元的损失函数，是第二级超分辨率生成单元的损失函数，其中并且以避免在早期阶段引入非逼真的纹理，为均方误差、为基于VGG的感知度量；以及

预训练的视觉几何组VGG和图像鉴别器D，用于根据真实有效的高分辨率图像找出超分辨率图像，

预训练的视觉几何组VGG和图像鉴别器D与超分辨率图像生成器G同时训练以生成感知上逼真的图像特征。

2.如权利要求1所述的多尺度自动聚焦超分辨率处理系统，其特征在于，所述超分辨率图像生成器G使用超分辨率残差网络，且包括：残差神经网络、第一级超分辨率生成单元以及第二级超分辨率生成单元，ROI区域图像的低分辨率图像经过残差神经网络和第一级超分辨率生成单元处理之后形成第一级超分辨率图像，第二级超分辨率生成单元从第一级超分辨率图像估计出第二级超分辨率图像。

3.如权利要求1所述的多尺度自动聚焦超分辨率处理系统，其特征在于，所述超分辨率图像生成器G包括第一级残差神经网络、第一级超分辨率生成单元、第二级残差神经网络以及第二级超分辨率生成单元，ROI区域图像的低分辨率图像经过第一级残差神经网络和第一级超分辨率生成单元处理之后形成第一级超分辨率图像，第二级残差神经网络和第二级超分辨率生成单元从第一级超分辨率图像估计出第二级超分辨率图像。

4.如权利要求3所述的多尺度自动聚焦超分辨率处理系统，其特征在于，所述第一级超分辨率图像是2倍超分辨率图像，所述第二级超分辨率图像是4倍超分辨率图像。

5.一种多尺度自动聚焦超分辨率处理方法，包括：

接收低分辨率图像；

利用最大池化残差块和输入尺度自由残差神经网络对接收低分辨率图像进行处理，确定ROI区域图像；

通过第一级超分辨率生成单元对ROI区域图像的低分辨率图像进行第一级超分辨率处理，得到第一级超分辨率图像；

通过第二级超分辨率生成单元对第一级超分辨率图像进行第二级超分辨率处理，得到第二级超分辨率图像，其中第一级超分辨率生成单元和第二级超分辨率生成单元的训练描述为：

其中I_hr真实有效的高分辨率图像，I_lR是感兴趣的区域的低分辨率图像，I_dr是I_hr的2倍下采样版本，是第一级超分辨率生成单元的损失函数，是第二级超分辨率生成单元的损失函数，其中并且以避免在早期阶段引入非逼真的纹理，为均方误差、为基于VGG的感知度量；以及

通过预训练的视觉几何组VGG和图像鉴别器D，根据真实有效的高分辨率图像找出超分辨率图像，

预训练的视觉几何组VGG和图像鉴别器D与超分辨率图像生成器G同时训练以生成感知上逼真的图像特征。

6.如权利要求5所述的多尺度自动聚焦超分辨率处理方法，其特征在于，所述第一级超分辨率处理的放大倍数与第二级超分辨率处理的放大倍数相同或不同。

7.如权利要求5所述的多尺度自动聚焦超分辨率处理方法，其特征在于，所述第一级超分辨率生成单元和第二级超分辨率生成单元通过求解以下公式成超分辨率图像：

其中I_hr真实有效的高分辨率图像，I_lR是感兴趣的区域的低分辨率图像，是预定义的损失函数。

8.如权利要求5所述的多尺度自动聚焦超分辨率处理方法，其特征在于，所述第一级超分辨率图像是2倍超分辨率图像，所述第二级超分辨率图像是4倍超分辨率图像。