超分辨力图像处理技术进展及在遥感中的应用

介绍了超分辨力图像复原处理技术在国内外的进展,着重介绍了基于Bayes分析的单幅图像超分辨力算法———基于Poisson分布的最大似然法(PML)、基于Poisson分布的最大后验概率法(PMAP)和基于Markov约束的Poisson分布的最大后验概率法(MPMAP)以及基于多画幅MPMAP超分辨力复原算法,并给出了单幅MPMAP法以及多画幅MPMAP超分辨力复原算法处理实际遥感图像数据源的结果,表明超分辨力图像处理技术在遥感成像领域具有良好发展和应用前景,有效实现了遥感图像中高频分辨力的复原。

基于Poisson-Markov场的超分辨力图像复原算法

图像的超分辨力复原和信噪比的提高是图像复原追求的目标 .Poisson ML图像复原方法 (PML)具有很强的超分辨力复原能力 ,但在复原过程中会产生振荡条纹且对带噪较大的图像不能取得理想的复原效果 .在Poisson和Markov分布假设的基础上 ,提出基于Poisson Markov场的超分辨力图像复原算法及其正则化参数的自适应选择方法(MPML) .实验表明 ,MPML算法不但具有很好的超分辨力复原能力 ,而且能有效减少和去除复原图像中的振荡条纹 ,对于带噪较大的图像也能取得理想的复原效果 ,因此其图像复原质量明显好于PML算法 .正则化参数能被自动优化地选择且与图像复原的迭代运算同步进行 .

一种新的运动模糊图像超分辨力盲复原算法

研究了具有深度运动模糊效果的图像的复原算法.采用对运动模糊图像的傅里叶频谱进行Radon变换来估计运动模糊方向,在此方向上计算运动模糊图像的自相关来估计运动模糊长度,再以运动模糊方向和运动模糊长度为参量结合超分辨力图像复原处理算法对比较严重的运动模糊图像进行复原.结果表明,该综合性算法能够较为精确地估算出运动模糊图像的模糊参量并取得较好的复原效果.

基于后小波处理的超分辨力图像复原算法

介绍了最大后验概率(MAP)复原超分辨力算法发展现状,然后着重介绍了基于Markov随机场的泊松最大后验概率复原算法(MPMAP)和小波滤波方法。以MPMAP算法为基础,提出了基于后端小波滤波处理和Markov分布的最大后验概率算法(PWMPMAP),试验证明这种算法具有很强的抑制噪声和振铃现象的能力,与MPMAP算法相比,复原效果明显提高,对红外热图像等低信噪比图像尤为有效,以30 dB的红外"建筑物"图像为例,相对MPMAP算法,峰值信噪比(PSNR)可以提高0.4 dB左右。

显微热成像系统行处理迭代超分辨力处理研究

针对已研制光学微扫描显微热成像系统空间分辨力较低的问题,基于改进的频域图像配准技术和改进的行处理迭代超分辨力算法,提出了显微热成像系统光学微扫描改进行处理迭代超分辨力图像处理方法。给出了该方法的原理及步骤,采用不同重构方法针对可见光和红外图像进行了仿真研究,给出了评价参数和结论。利用光学微扫描显微热成像系统采集低分辨力显微热图像序列进行了超分辨力处理实验,实验结果表明本文提出方法的有效性,光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力得到提高,可应用于需要显微热分析的场合。该方法还可以应用于其它不可控光学微扫描成像系统中,具有广泛的应用前景。

自适应稀疏约束图像超分辨力重建方法

简要介绍了基于稀疏字典约束的超分辨力重建算法,提出了具有低复杂度的基于K均值聚类的自适应稀疏约束图像超分辨力重建算法。所提算法从两个方面降低其计算复杂度:分类训练字典,对图像块归类重建,降低每个图像块所用字典的大小;对图像块的特征进行分析,自适应地选择重建方法。实验结果表明,提出的快速重建方法在重建质量与原算法相当的前提下,可以较大程度地降低重建时间。

光学微扫描显微热成像系统超分辨力图像处理方法研究

为提高已研制光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力,基于改进的频域图像配准技术和凸集投影超分辨力算法,提出了显微热成像系统光学微扫描超分辨力图像处理方法。给出了该方法的原理及步骤,采用不同重构方法行了仿真研究,给出了评价参数和结论。利用光学微扫描显微热成像系统采集低分辨力显微热图像序列进行了超分辨力处理实验,实验结果表明本文提出方法的有效性,光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力得到提高从而可满足需要高分辨力显微热分析的场合。该方法还可以应用于其它不可控光学微扫描成像系统中,具有广泛的应用前景。

基于视频序列的超分辨力视频图像处理软件在刑侦上的应用

针对视频序列中目标分辨力低而应用受限的问题,研制了一套提高目标分辨力的超分辨力视频图像处理软件。首先简单介绍了超分辨力处理技术,之后说明了开发软件各个模块的功能,最后给出了实际视频序列的处理效果。处理效果表明,该软件能够提升图像分辨力,对于刑侦、物证鉴定等领域的视频图像分析具有重要价值。

影响超分辨力信号复原能力因素的分析

分析目标、成像系统及算法等诸多因素对超分辨力复原效果的影响.以一维方波信号的超分辨力复原为对象,分析物体的空间范围、点扩散函数、采样率、噪声及先验约束等对超分辨复原能力的影响.分析表明,物体的空间范围及噪声越小,所复原信号的超分辨能力越强;离散采样信号的复原效果与采样率和系统截止频率有关.一维信号的分析结果可以推广到二维情况,图像的超分辨力分析对研究新型超分辨力复原算法和改善现有算法具有实际意义.

基于随机森林的红外图像超分辨力算法

为提高低分辨力红外图像的分辨力,提出了一种红外图像超分辨力算法。该算法训练2个随机森林模型:红外图像训练第1个模型、配准的多传感器图像训练第2个模型。采用自适应边缘提取算法提取红外图像与可见光图像的边缘,计算输入的低分辨力红外图像块与对应的高分辨力可见光图像块之间的相关系数。根据相关性选择合适的重建模型,用选择的模型重建高分辨力红外图像块,并整合为高分辨力红外图像。实验结果表明,与超分辨力随机森林算法相比,算法重建的高分辨力红外图像具有更高的客观指标,峰值信噪比(PSNR)平均提升了0.09 dB,并且获得更为清晰的主观视觉效果,更接近原始图像。

超分辨力测向(DF)应用和实施结果

新的测向设备所面对的RF信号环境的复杂性与日俱增。过去解决测向问题的方法往往不再适用,或者说它们提供不了所要求的性能。有许多因素说明为什么那些久经考验的技术解决不了今天的测向问题。它们包括:训练有素的操作员日见减少,架设设备的场地选择的灵活性受到限制。

基于超分辨力图像复原算法的模糊系统辨识

由于利用已有的知识和经验得到的点扩散函数(PSF)估计值与真实值之间的偏差会直接影响图像复原质量。为准确地估计PSF,使其向真实的点扩散函数类型和参量逼近,采用超分辨力图像复原MPML算法同几种常用的数字图像去模糊处理进行比较分析,通过实验表明:MPML算法具有其他几种算法的优势,同时减少了对原有信息的丢失;在此基础的同时,按照点扩散函数的分类,分析了点扩散函数的不同估计值及其对图像复原的影响,提出基于超分辨力图像复原算法的图像细节评价参数D,保证了复原图像主观效果和评价参数的一致性。对于模糊图像的系统辨识及其图像复原问题的解决具有实际意义,但对于附加较大噪声条件下的图像复原仍是需要进一步研究的问题。

离焦模糊图像超分辨力盲复原算法分析

根据计算机模拟和实际拍摄的离焦模糊标准分辨力靶标图像,对提出的离焦模糊图像超分辨力盲复原算法进行了分析研究,对比了超分辨力盲复原算法与几种典型复原算法的效果,以及在不同离焦模糊半径下该算法的复原效果。实验结果表明,该算法对深度离焦模糊图像具有较明显的复原效果,复原图像相比较于模糊图像分辨力提高1倍;显著改善了标准分辨力靶标图像的可分辨组块。可分辨组块可以定量地描述复原算法对图像分辨力的改善程度。该算法已经应用到实际工作当中,并获得了较好的效果。

一种基于改进频域图像配准技术的超分辨力图像处理方法

为提高光电成像系统的空间分辨力,提出了一种基于改进的频率域图像配准技术的超分辨力图像处理方法。首先利用改进的频域图像配准方法估算出低分辨力图像之间的微位移量,然后采用Papoulis-Gerchberg超分辨力处理方法完成图像复原。利用不同重构方法进行了仿真及实验研究,给出了评价参数。模拟和实际显微热图像的处理结果表明:该算法可使图像质量得到改善,分辨的细节更多,可有效地提高光电成像系统的空间分辨力;处理算法简单,计算量小,可实现快速处理。该算法还可应用于其他不可控光学微扫描成像系统中,具有广泛的应用前景。

基于时间反演电磁波的微结构天线的单频点超分辨力聚焦研究

提出了在时间反演技术条件下单频的电磁波信号可以实现超分辨力聚焦这一思路,并基于信道理论推导了该思路的可行性;基于传统的同轴探针结构建立了间距为1/4波长的微结构模型,仿真结果证实了该模型结合时间反演技术在单频信号和宽带信号激励时均可以表现出超分辨力聚焦特性,理论分析和仿真结果为单频以及多频带天线的超分辨力聚焦特性的研究提供了重要的指导作用。

高分辨力红外热图像重建算法的进展及研究

由于探测器阵列有限以及像元尺寸对成像的影响 ,红外热成像系统的图像分辨力较低 ,往往难以满足实际应用的更高要求。本文介绍了国际上较为流行的两种提高红外热图像分辨力的方法 :微扫描法和不受控的微扫描法 ,并提出用微扫描与基于Markov约束的Poisson MAP超分辨力图像复原算法 (MPMAP)结合重建高分辨力红外热图像的方法 。

基于正交冗余采样的超分辨信号谱估计

该文提出了一种通过冗余采样进行信号谱估计的新方法,它充分利用冗余采样产生的频谱带限特性,通过对自相关矩阵进行秩1分解的方法来获得信号谱的超分辨估计,与 MUSIC、AR等其他超分辨方法相比,这种方法具有更低的信噪比门限和更高的分辨力。

基于遗传算法的超分辨多元环形滤光片设计

本文研究利用光学超分辨技术提高光盘存储密度。给出了一种可以达到衍射超分辨力的多元环形滤光片的设计结果。介绍了该多元环形滤光片的理论设计方法。之后用遗传算法设计了多组多元环形滤光片的结构参数,模拟结果显示设计的环形滤光片能使横向的半峰全宽半径值减小30%,达到提高信息存储密度的目的。另一方面该环形滤光片能使焦深不变或变长,减小了在记录过程中因为光盘的微小波动而引起的记录信息的错误率。

基于自适应下采样和超分重建的图像压缩框架

针对联合图像专家组(JPEG)标准设计了一种基于自适应下采样和超分辨力重建的图像压缩编码框架。在编码器端,为待编码的原始图像设计了多种不同的下采样模式和量化模式,通过率失真优化算法从多种模式中选择最优的下采样模式(DSM)和量化模式(QM),最后待编码图像将在选择的模式下进行下采样和JPEG编码;在解码器端,采用基于卷积神经网络的超分辨力重建算法对解码后的下采样图像进行重建。此外,所提出的框架扩展到JPEG2000压缩标准下同样有效可行。仿真实验结果表明,相比于主流的编解码标准和先进的编解码方法,提出的框架能有效地提升编码图像的率失真性能,并能获得更好的视觉效果。