基于仿射变换的凸集投影超分辨率技术(3)

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一种有效提高图像分辨率的途径是采用基于信号处理的方法对图像的分辨率进行提高，即超分辨率技术。只需要通过计算机软件的处理就能获得更高分辨率的图像。用此方法来提高图像的超分辨率所需要的代价很低。

1.2 图像超分辨率技术的应用

图像超分辨率应用技术很广泛。就目前来看，

(1) 在数字电视(DTV)向高清晰度电视(HDTV)过度阶段，仅有部分电视节目会以HDTV的形式播出，不少节目采用的是DTV的形式。因此，可以利用超分辨率重建技术将DTV信号转化为与HDTV接收机相匹配的信号，提高电视节目的兼容性。

(2) 在采集军事与气象遥感图像时，由于受到成像条件与成像系统分辨率的限制，不可能获得清晰度很高的图像,而通过利用超分辨率重建技术，在不改变卫星图像探测系统的前提下，可实现高于系统分辨率的图像观测。在公共安全领域，超分辨图像重建技术也有着很广阔的应用，超分辨率图像重建技术可以利用普通监视录像资料，重建出高清晰的目标图像，从而有利于相关人员的辨识。

(3) 在医学成像系统中（如CT、MRI和超声波仪器等），可以用超分辨率重建技术来提高图像质量，对病变目标进行仔细地检测，在医学检测中往往需要通过层析成像技术识别并确定出病体的精确位置及详细情况：如阴影的边缘、病体占位的大小及位置等。由于硬件设备及现有的成像技术的限制，我们还不能够获取满足更高要求的高清晰图像。由于层析成像技术的特殊机理，超分辨率图像重建技术可以在该领域获得重要的应用。论文网

(4) 在银行、证劵等部门的安全监控系统中，当有异常情况发生后，可对监控录像进行超分辨率重建，提高图像要害部分的分辨率，从而为事件的处理提供重要的线索。

(5) 可以将超分辨率重建技术用于图像压缩。平时存储或传输低分辨率的图像信息，当有不同需要时，再利用超分辨率重构技术获得不同分辨率的图像和视频。此外，超分辨率图像重建技术有可能使图像实现从检出水平(detection level)向识别水平(recognition level)的转化，或更进一步实现向细辨水平(identification level)的转化。超分辨率图像重建技术可以提高图像的识别能力和识别精度。

(6) 在资源与环境的卫星遥感应用领域中，地球资源卫星的发射是为了获取多光谱图像，通过对这些图像进行一系列的处理，可以获取不同的有用信息。例如：植被的分类及分布、区域地理结构以及水资源的分布面积等信息。但是由于现有成像技术的限制，图像的分辨率限制了图像的判别和定位的精度。利用超分辨率图像重建技术对这些图像进行重建，从而提高所需资料的获取精度。

总之，随着超分辨率技术的发展和完善，其应用领域会继续扩大，图像超分辨率处理技术有着较为广阔的发展空间。该技术的研究具有很重要的理论研究意义和实用研究价值。

二图像超分辨率技术算法研究

2.1 超分辨率技术的概述

超分辨率复原是将多幅图像的退化因素去除后再融合，这需要解决图像的运动估计、退化图像去模糊和去噪声以及对还原后的图像信息进行融合等，超分辨率复原技术受3个关键因素的影响：首先，最根本的就是子像素位移信息的可靠性、不可靠的运动估计造成的影响比缺少运动信息更大；其次，观察模型必须能精确地对成像系统及其退化进行描述；最后，影响重建算法必须尽可能地包含先验信息。基于这样的认识和对解空间进行约束的讨论，未来的研究工作将主要在运动估计、退化模型、重建算法等3个重要方面展开。