基于边缘检测的超分辨率重构方法
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辨率Fra bibliotek图像重构 。
（ｏｎ ｐｅ ｄＦ ｎｔ ｎ Ｐ Ｆ ，包含 了由运动、模糊 、下采样 Ｐ ｉｔ ｒａ ｕ ｃｉ ， Ｓ ） Ｓ ｏ 等引起的降质 ；叩 ， 表示加性噪声。 （ ％）
超 分辨率重构技术 …已经成为 国内外最热 门的研 究领 域 之一 ，国内外的学者在超分辨率重构上做 了大量 的研究。例 如 ，文献［】 ２提出基于插值 模型 的超分辨率重构 ；文献［］ 出 ３提
第３ ７卷 第 １ 期 １
Ｖ＿ ． ０ ３７ １
・
计
算
机
工
程
２ １ 年 ６月 ０１
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ｅ ０１
Ｎ Ｏ． １ １
Ｃｏ ｕｔｒＥｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｍｐ ｅ ｇ ｎｅ ｒｎ
图 形 图像处 理 ・
文章编号： ０ｏ－４８ ０１１＿２— ３ 文献标识码： ｌ０＿３２（ １）—０ ５ ０ ２ １＿２ Ａ
配准 方法解 决图像获取过程 中的位移偏 差，通 过 Ｌ ｐ ｃ ａ ｌ ｅ算子进行边缘检测 以消 除边缘震荡 。实验 结果证明 ，采用基于边缘检测的超分辨 ａ 率重构 方法 能获 取质量较高的 图像 。
关健词 ：配准 ； 缘振荡 ；点扩散函数 ；傅里 叶变换 边
ｂ ０ ｅ ｏ ｕ ｉ ｎ Ｒｅ ｏ ｓ ｒ ｃ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｏ ａ ｄ Ｏ ｇ ｅ ｃ ｉ ｎ Ｓ ｐ ｒ ｒ ｓ ｌ ｔｏ ｃ ｎ ｔ ｕ ｔｏ ｈ ｄ Ｂａ ｅ ｎ Ｅｄ ｅＤｅ ｅ ｔｏ ｕ ｅ－ Ｏ ｔ ｓ ｔ
中圈 分类号： Ｐ９ Ｔ３１
基 于 边 缘 检 测 的超 分 辨 率 重构 方 法
蔡秋荣 ，刘 蓉 ， 美清 王
（ 福州大 学数学与计算机科学学院 ，福州 ３ ０ ０ ） ５ １８
摘
要 ： 用凸集 投影法重构 的高分辨率 图像 中常 出现边 缘质量下降的现象 。针对该 问题 ，提出一种超分辨率重构方法 ，引入傅里叶变换 采
［ ｓｒ ｃ］Ｈｉｈｒｓｌｔ ｎｉ ｇ ｓ ｇＰｏｅｔ ｎ ｔ ｎ ｅ ｅｓ ＯＣ ）ｍｅｈ ｄｏ ｅ ｐ ｅｒ ｅｐ ｅｏ ｎ ｎｏ ｅ ｌ ｅｉ ｅｑ ａｉ Ａｂｔａｔ ｇ — ｏｕｉ ｅ ｏ ｍａ ｅｕ ｉ ｒｊｃｉ ｓＯｎｏＣｏ ｖｘＳ ｔ（ Ｓ ｎ ｏ Ｐ ｔｏ ｆ ｎａｐ ａｓｔ ｈ ｎ ｍｅ ｏ ｆ ｃｉ ｎｔ ｕ ｌｙ ｔ ｈ ｄ ｎ ｈ ｔ
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１ 概述
超 分辨 率重构是指利用 已有低分辨率 图像 ，通过计 算， 获得较原 有图像 分辨率高的图像。它在遥感成像、视频监控 、
卫 星图像、医学数字影像和公安系统等领域 具有 很好 的实用
关的。降质图像 的获取 过程 可以用下列模 型描述 ： Ｊ
ｇ（ ， ２＝Ｙｆ ｎ，２ Ａ ￣ ２ ｎ） ｑｒ ， ２ ｆ ｍ） （１ ） ｍ， ； ２＋ （ ， ） ｎｈ ｍ ， ｎｍ （） １
ＣＡ ｕｒｎ ， Ｉ ｏ ｇ ＷＡ Ｉ Ｑｉ－ｏ ｇ Ｌ Ｕ Ｒ ｎ ， ＮＧ ｉ ｉｇ Ｍｅ— ｎ ｑ
（ ｌ ｇ ｆ ｔｅ ｔ ｓ ｎ ｍｐ ｔｒ ｃｅ ｃ ， ｕ ｈ ｕＵｎｖ ｒｉ ， ｕ ｈ ｕ３ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｃｏｌ ｅ ｈ ｍａｉ ｄＣｏ ｕｅ ｉ ｅ Ｆ ｚ ｏ ｉｅｓｔ Ｆ ｚ ｏ ５ １ ８ Ｃ ｉａ ｅ ｏ Ｍａ ｃａ Ｓ ｎ ｙ
其 中， ｇ（ 为第 ｆ帧低分辨率观测 图像 ； ｌ ，：为原 ｔ ，） ｍｍ 厂 ｎ） （
始的高分辨率图像 ； ， Ｏ为与原始高分辨率 （ ） （ ｍ ， 对应 的 低分辨率的点 ；啊 ， ｎ） （ ｍ ； ２ 是空间平移变化 的点扩散 函数 ，
价 值 。常用 的 图像 放大 方法 有最邻 近 插值 、双 线性 插值 、 ３ 次样 条插值等 。由于连续的 图像帧之 间包含大量相 似但 又 不 完全相 同的信息 ，因此可利用序列低分辨率 图像进行 高分
［ ｙｗ ｒ ｓ ｅ ｉ ｒｔ ｎ ｅｇ ｓｉａｉｎ Ｐ ｉｔ ｐｅｄＦ ｎｔ ｎＰ Ｆ； ｏ ｒ ｒｒ ｓｏ Ｋｅ ｏ ｄ Ｉｒｇｓ ａｉ ；ｄ ｅｏｃｌ ｔ ； ｏｎ ｒａ ｕ ｃ ｏ （Ｓ ）Ｆ ｕ ｅ ａ ｆｒ ｔ ｏ ｌ ｏ Ｓ ｉ ｉ ｔ ｎ ｍ ＤＯＩ １ ．９ ９ ． ｓ．０ ０３ ２ ．０ １１ ＿ ８ ： ０３ ６￣ｉ ｎ１ ０ —４ ８２ １．１ ７ ｓ ０
（ｏｎ ｐｅ ｄＦ ｎｔ ｎ Ｐ Ｆ ，包含 了由运动、模糊 、下采样 Ｐ ｉｔ ｒａ ｕ ｃｉ ， Ｓ ） Ｓ ｏ 等引起的降质 ；叩 ， 表示加性噪声。 （ ％）
超 分辨率重构技术 …已经成为 国内外最热 门的研 究领 域 之一 ，国内外的学者在超分辨率重构上做 了大量 的研究。例 如 ，文献［】 ２提出基于插值 模型 的超分辨率重构 ；文献［］ 出 ３提
第３ ７卷 第 １ 期 １
Ｖ＿ ． ０ ３７ １
・
计
算
机
工
程
２ １ 年 ６月 ０１
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ｅ ０１
Ｎ Ｏ． １ １
Ｃｏ ｕｔｒＥｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｍｐ ｅ ｇ ｎｅ ｒｎ
图 形 图像处 理 ・
文章编号： ０ｏ－４８ ０１１＿２— ３ 文献标识码： ｌ０＿３２（ １）—０ ５ ０ ２ １＿２ Ａ
配准 方法解 决图像获取过程 中的位移偏 差，通 过 Ｌ ｐ ｃ ａ ｌ ｅ算子进行边缘检测 以消 除边缘震荡 。实验 结果证明 ，采用基于边缘检测的超分辨 ａ 率重构 方法 能获 取质量较高的 图像 。
关健词 ：配准 ； 缘振荡 ；点扩散函数 ；傅里 叶变换 边
ｂ ０ ｅ ｏ ｕ ｉ ｎ Ｒｅ ｏ ｓ ｒ ｃ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｏ ａ ｄ Ｏ ｇ ｅ ｃ ｉ ｎ Ｓ ｐ ｒ ｒ ｓ ｌ ｔｏ ｃ ｎ ｔ ｕ ｔｏ ｈ ｄ Ｂａ ｅ ｎ Ｅｄ ｅＤｅ ｅ ｔｏ ｕ ｅ－ Ｏ ｔ ｓ ｔ
中圈 分类号： Ｐ９ Ｔ３１
基 于 边 缘 检 测 的超 分 辨 率 重构 方 法
蔡秋荣 ，刘 蓉 ， 美清 王
（ 福州大 学数学与计算机科学学院 ，福州 ３ ０ ０ ） ５ １８
摘
要 ： 用凸集 投影法重构 的高分辨率 图像 中常 出现边 缘质量下降的现象 。针对该 问题 ，提出一种超分辨率重构方法 ，引入傅里叶变换 采
［ ｓｒ ｃ］Ｈｉｈｒｓｌｔ ｎｉ ｇ ｓ ｇＰｏｅｔ ｎ ｔ ｎ ｅ ｅｓ ＯＣ ）ｍｅｈ ｄｏ ｅ ｐ ｅｒ ｅｐ ｅｏ ｎ ｎｏ ｅ ｌ ｅｉ ｅｑ ａｉ Ａｂｔａｔ ｇ — ｏｕｉ ｅ ｏ ｍａ ｅｕ ｉ ｒｊｃｉ ｓＯｎｏＣｏ ｖｘＳ ｔ（ Ｓ ｎ ｏ Ｐ ｔｏ ｆ ｎａｐ ａｓｔ ｈ ｎ ｍｅ ｏ ｆ ｃｉ ｎｔ ｕ ｌｙ ｔ ｈ ｄ ｎ ｈ ｔ
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１ 概述
超 分辨 率重构是指利用 已有低分辨率 图像 ，通过计 算， 获得较原 有图像 分辨率高的图像。它在遥感成像、视频监控 、
卫 星图像、医学数字影像和公安系统等领域 具有 很好 的实用
关的。降质图像 的获取 过程 可以用下列模 型描述 ： Ｊ
ｇ（ ， ２＝Ｙｆ ｎ，２ Ａ ￣ ２ ｎ） ｑｒ ， ２ ｆ ｍ） （１ ） ｍ， ； ２＋ （ ， ） ｎｈ ｍ ， ｎｍ （） １
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其 中， ｇ（ 为第 ｆ帧低分辨率观测 图像 ； ｌ ，：为原 ｔ ，） ｍｍ 厂 ｎ） （
始的高分辨率图像 ； ， Ｏ为与原始高分辨率 （ ） （ ｍ ， 对应 的 低分辨率的点 ；啊 ， ｎ） （ ｍ ； ２ 是空间平移变化 的点扩散 函数 ，
价 值 。常用 的 图像 放大 方法 有最邻 近 插值 、双 线性 插值 、 ３ 次样 条插值等 。由于连续的 图像帧之 间包含大量相 似但 又 不 完全相 同的信息 ，因此可利用序列低分辨率 图像进行 高分
［ ｙｗ ｒ ｓ ｅ ｉ ｒｔ ｎ ｅｇ ｓｉａｉｎ Ｐ ｉｔ ｐｅｄＦ ｎｔ ｎＰ Ｆ； ｏ ｒ ｒｒ ｓｏ Ｋｅ ｏ ｄ Ｉｒｇｓ ａｉ ；ｄ ｅｏｃｌ ｔ ； ｏｎ ｒａ ｕ ｃ ｏ （Ｓ ）Ｆ ｕ ｅ ａ ｆｒ ｔ ｏ ｌ ｏ Ｓ ｉ ｉ ｔ ｎ ｍ ＤＯＩ １ ．９ ９ ． ｓ．０ ０３ ２ ．０ １１ ＿ ８ ： ０３ ６￣ｉ ｎ１ ０ —４ ８２ １．１ ７ ｓ ０