专利名称：一种融合软决策自适应插值与双三次插值的图像超分辨率方法
技术领域：
本发明涉及一种图像超分辨率方法，更具体的说是一种融合软决策自适应插值与双三次插值的图像超分辨率方法。
背景技术：
图像插值比如经典的双线性与双三次插值方法，具有速度快、鲁棒性强等特点，因此被广泛应用于图像处理软件和相关的图像处理设备中。然而双线性与双三次插值方法在插值过程中常常导致图像边缘的模糊，而图像的边缘又是影响视觉效果和其他后续处理如目标识别与跟踪的关键因素。因此，基于边缘的插值方法成为近年图像超分辨率领域研究的热点。基于边缘的插值方法用图像边缘信息来辅助插值，在插值的过程中尽可能保证边缘的清晰。其中，软决策自适应插值方法是基于边缘的插值方法中可靠实用的方法之一。然 而在图像纹理密集的区域，基于边缘的插值方法包括软决策自适应方法会产生很严重的图像失真，其原因是由于图像纹理密集区域的边缘信息如边缘方向很难被准确估计。而用错误估计的边缘信息来辅助插值，反而会导致超分辨率结果失真。
发明内容
为了解决双三次插值与软决策自适应插值存在的上述技术问题，本发明提供了一种融合双三次插值与软决策自适应插值的图像超分辨率方法。本发明通过图像融合技术将双三次插值的鲁棒性强与软决策自适应插值边缘清晰度高的优点结合起来，解决了双三次插值会造成图像边缘模糊的问题以及基于边缘的插值方法易在纹理密集区域出现失真的问题。本方法首先采用软决策自适应插值与双三次插值分别对低分辨率图像进行插值；然后通过比较不同插值方法获得的高分辨率图像的像素差异和结构差异，检测出软决策自适应插值出现失真的区域；最后通过加权图像融合，将软决策自适应插值出现失真的区域用双三次插值得到的高分辨率图像的像素替换，从而得到最终的高辨率图像。本发明提出的算法既能保证高分辨率图像边缘的清晰同时又能避免在纹理密集区域出现图像失真，由于双三次插值与软决策自适应插值都能够快速实现，所以本算法可以直接用于解决实际问题，比如低分率图像在高分辨率显示器和打印机上的显示和打印问题。本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤I)对低分辨率图像采用软决策自适应插值与双三次插值分别进行超分辨率。2)通过比较软决策自适应插值获得的高分辨率图像与双三次插值获得的高分辨率图像的像素值差异和结构差异，检测出软决策自适应插值获得的高分辨率图像中出现失真的区域。3)用双三次插值获得的高分辨率图像的像素替换软决策自适应插值图像失真区域的像素，从而得到最终的高分辨率图像。由于采用上述技术方案，本发明的技术效果在于本发明提出的图像超分辨率方法是一种融合软决策自适应插值与双三次插值的超分辨率算法。本算法通过像素值差异与结构差异检测出软决策自适应插值获得的高分辨率图像中出现失真的区域，并将失真区域的像素用基于双三次插值得到的高分辨率图像的像素替换。该超分辨率方法在保证图像边缘清晰的同时不会在纹理密集的区域出现失真，因此对图像的后续处理及其在电子设备上的应用具有重大意义和实用价值。
图I为本发明提出的融合软决策自适应插值和双三次插值的图像超分辨率方法示意图；如图所示，先利用软决策自适应插值方法与双三次插值方法分别对低分辨率图像进行超分辨率，然后通过像素值差异和结构差异检测出软决策自适应插值后超分辨率图像的失真区域，最后根据检测结果对不同插值方法得到的高分辨率图像进行融合，得到最终的高分辨率图像。
图2为采用不同方法获得的高分辨率图像比较；图3中左起第一幅为双三次插值超分辨率方法获得的超分辨率结果，第二幅图像为采用边缘导向插值方法获得的超分辨率结果，第三幅图像为采用软决策自适应插值算法获得的超分辨率结果，第四幅为本发明方法获得的超分辨率结果。
具体实施例方式图I为本发明提出的融合软决策自适应插值和双三次插值的图像超分辨率方法示意图，输入为低分辨率的灰度或彩色图像，输出为高分辨率的灰度或彩色图像。如图I所示，本发明各部分具体实施细节如下I.采用软决策自适应方法和双三次方法分别对低分辨率图像进行插值其具体步骤为I)采用双三次插值的方法对低分辨率图像Il进行超分辨率，超分辨倍数为n倍，
获得高分辨率图像/I。
权利要求
1.一种融合软决策自适应插值和双三次插值的图像超分辨率方法，包括以下具体步骤 1)分别使用软决策自适应方法和双三次方法对低分辨率图像进行插值得到两幅不同的高分辨率图像； 2)通过比较不同插值方法得到的高分辨率图像的像素值差异和结构差异，检测出软决策自适应插值得到的高分辨率图像中的失真区域； 3)将失真检测结果作为权值图，通过图像融合技术，融合软决策自适应插值得到的高分辨率图像与双三次插值得到的高分辨率图像，从而得到最终的超分辨率结果。
2.根据权利要求I所述的融合软决策自适应插值与双三次插值的图像超分辨率方法，其特征在于，所述的步骤2)的具体特征为通过像素值与结构差异检测图像的失真区域。其中结构差异检测采用的是结构相似性测度(SSIM)。
3.根据权利要求I所述的融合软决策自适应插值与双三次插值的图像超分辨率方法，其特征在于，所述的步骤3)的具体特征为采用基于像素加权平均的图像融合方法来融合不同插值方法获得的高分辨率图像。
全文摘要
本发明公开了一种融合软决策自适应插值与双三次插值的图像超分辨率方法。它包括以下步骤首先，分别采用软决策自适应插值与双三次插值对低分辨率图像进行超分辨率；然后，采用基于像素值差异与结构差异的失真检测方法检测出软决策自适应插值获得的高分辨率图像中出现失真的区域；最后，采用基于像素加权的图像融合方法融合不同插值方法获得的高分辨率图像从而得到最终的超分辨率结果。本发明将实时的双三次插值技术与快速的软决策自适应插值技术结合起来应用于图像超分辨率，即能够保证超分辨率后图像的边缘清晰，又不会在图像纹理密集区域造成失真，能在放大低分辨率图像的同时改善其视觉效果，具有非常大的理论意义与实际应用价值。
文档编号G06T5/50GK102800069SQ20121015996
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者李树涛, 康旭东 申请人:湖南大学