本发明技术方案设及多帖超分辨率成像技术，作为数字图像处理技术的一个基本 技术，多帖超分辨率成像技术是指通过针对同一场景的一组低分辨率图像恢复出该场景的 一张高分辨率图像，一组低分辨率图像中包括多张帖不同的低分辨率图像。如图1(a)和图 1(b)所示，图1(a)为同一场景下的一组低分辨率图像，图1(b)为利用图1(a)恢复出的该 场景下的一张高分辨率图像。图像分辨率的提高意味着图像上像素密度的增大，该使得图 像细节更加清晰，从而避免图像放大技术所带来的图像模糊问题。
[0113] 本发明技术方案提出了多帖低分辨率图像上像素的像素清晰度的概念，由于像素 的像素清晰度的值越高表示该像素越清晰，像素的像素清晰度的值较低则表示该像素存在 不同程度的运动模糊。通过多帖低分辨率图像上像素的像素清晰度的引入，可W通过像素 清晰度的高低来适当估计高分辨率图像上对应像素位置的像素值，进而正确处理了多帖低 分辨率图像上像素存在的运动模糊，最后利用多帖低分辨率图像恢复出高分辨率图像。
[0114] 实施例一
[011引如图2所示，本发明实施例提供一种多帖超分辨率成像的方法，包括：
[0116] S201、根据待获得的高分辨率图像上的像素的第一像素位置，分别确定用于获得 高分辨率图像的每帖低分辨率图像上与第一像素位置对应的第二像素位置；
[0117] S202、分别确定在每帖低分辨率图像上第二像素位置上的像素的像素清晰度，从 而获得像素清晰度集；
[0118] S203、根据像素清晰度集，确定高分辨率图像上第一像素位置上的像素的像素值， 从而获得高分辨率图。
[0119] 本实施例中，利用多帖低分辨率图像来获得高分辨率图像，高分辨率图像上的像 素的第一像素位置与多帖低分辨率图像上的像素的第二像素位置对应，第二像素位置可W 与第一像素位置相同，第二像素位置也可W是指与第一像素位置对应的一类像素位置，利 用第二像素位置上像素的像素清晰度可W确定第一像素位置上像素的像素值。
[0120] 本实施例中，S202中分别确定在每帖低分辨率图像上第二像素位置上的像素的像 素清晰度的方法包括：
[0121] 分别根据每帖低分辨率图像上第二像素位置上的像素值、和第二像素位置的邻域 内像素的值，确定在每帖低分辨率图像上第二像素位置上的像素的像素清晰度。
[0122] 具体的，根据W下公式（1)分别确定每帖低分辨率图像上第二像素位置上的像素 的像素清晰度：
[0123]
[0124] 像素的像素清晰度的值越大表示该像素越清晰，像素的像素清晰度的值较低则表 示该像素存在一定程度的运动模糊。公式（1)中，i表示低分辨率图像的帖序号，ie[-N， 闲，N为正整数，P表示第二像素位置，表示第i帖低分辨率图像上第二像素位置P上的 像素的像素清晰度，JVXp：)表示第二像素位置P的邻域内所有像素的集合，^i，q表示第i帖 低分辨率图像上第二像素位置的邻域内像素位置q上的像素的梯度向量，e表示防止分母 为零的计算项。
[0125] 利用公式（1)可W确定每帖低分辨率图像上第二像素位置上的像素的像素清晰 度，每帖低分辨率图像上第二像素位置上的像素的像素清晰度组成像素清晰度集。
[01%] 本实施例中，S203中根据像素清晰度集，确定高分辨率图像上第一像素位置上的 像素的像素值的方法包括：
[0127] 根据像素清晰度集，分别确定像素清晰度集中的像素清晰度各自对应的像素有效 性参数；
[0128] 根据像素清晰度各自对应的像素有效性参数，确定高分辨率图像上第一像素位置 的像素的像素值。
[0129] 本实施例中，可W通过W下两种实现方式来实现，根据像素清晰度集，分别确定像 素清晰度集中的像素清晰度各自对应的像素有效性参数。
[0130] 第一种实现方式，根据像素清晰度集，分别确定像素清晰度集中的像素清晰度各 自对应的累积概率表示第i帖低分辨率图像上第二像素位置P上的像素的像素清 晰度对应的累积概率；
[0131] 利用累积概率和W下公式（2)分别确定清晰度各自对应的像素有效性参数 E垃,P];
[0132]
[0133] 其中，i表示低分辨率图像的帖序号，ic[-N,N]，N为正整数，P表示第二像素位 置，E[Zw]表示第i帖低分辨率图像上的第二像素位置P上像素的像素清晰度对应的像素 有效性参数，表示第一像素值与第二像素值之间的差值，第一像素值为高分辨率图像上 的第一像素位置上的像素的像素值，第二像素值为第i帖低分辨率图像上的第二像素位置 P上的像素的像素值，A、丫和P均为控制权重参数。
[0134] 第二种实现方式，对于大于或等于预设阔值的像素清晰度，确定其对应的像素有 效性参数为1 ;对于小于预设阔值的像素清晰度，确定其对应的像素有效性参数为0。
[0135] 即像素清晰度\。与像素清晰度对应的像素有效性参数E口P]之间的对应关系 可W用W下公式（3)表示，公式（3)中\。为预设阔值。可选的，预设阔值可W设置为与某 个像素的像素清晰度相同的值。
[0136]
[0137] 本实施例中，S203中根据像素清晰度各自对应的像素有效性参数，确定高分辨率 图像上第一像素位置的像素的像素值的方法包括：
[0138] 根据W下公式（4)确定高分辨率图像上第一像素位置的像素的像素值：
[0139]
[0140] 公式（4)中，I嗦示高分辨率图像上第一像素位置上的像素的像素值，E口 表示 第i帖低分辨率图像上的第二像素位置P上的像素的像素清晰度对应的像素有效性参数，I 表示输入的高分辨率图像上第一像素位置上的像素的粗略像素值，本(▽〇表示对I的平滑 约束项，S表示将高分辨率图像下采样到低分辨率图像的分辨率尺寸，Ki表示运动模糊算 子，F。^表示运动变换矩阵，运动变换矩阵用于将高分辨率图像运动变换到第i帖低分辨 率图像，表示第i帖低分辨率图像上第二像素位置上的像素的像素值，A和n均表示控 制权重参数。
[0141] 本实施例中，在S202分别确定在每帖低分辨率图像上第二像素位置上的像素的 像素清晰度之前，还包括：
[0142] 采用光流法对不同帖的低分辨率图像之间进行运动估计，得到运动变换矩阵，运 动变换矩阵用于确定高分辨率图像上的像素的像素值。
[0143] 相应的，S203根据像素清晰度集，确定高分辨率图像上第一像素位置的像素的像 素值，包括：
[0144] 根据像素清晰度集和运动变换矩阵，确定高分辨率图像上第一像素位置的像素的 像素值。
[0145] 具体的，本实施例中采用光流法对不同帖的低分辨率图像之间进行运动估计，得 到运动变换矩阵，将运动变换矩阵插值放大到高清网格。将放大到高清网格后的运动变换 矩阵应用到高分辨率图像上像素的像素值估计上，使得高分辨率图像的估计变换对应到多 帖低分辨率图像的场景中，从而运动变换矩阵用于确定高分辨率图像上像素值。
[0146] 现有的多帖超分辨率成像技术中，对高分辨率图像采用光流法进行运动估计，得 到运动变换矩阵。对高分辨率图像采用光流法进行运动估计的过程中由于存在迭代运算过 程，运算量较大，因此运算过程的时间成本较高。
[0147] 而本实施例提供的多帖超分辨率成像技术中，对不同帖的低分辨率图像采用光流 法进行运动估计，得到运动变换矩阵。由于本实施例中不存在迭代运算过程，同时得到与现 有技术相同的运算结果，因此通过本实施例提供的方法可W在保证得到运动变换矩阵的同 时，大幅度降低计算运动变换矩阵的时间成本，提高运算效率。
[0148] 下面详细介绍本发明实施例提供的多帖超分辨率成像方法流程，具体方法流程如 下：
[0149] a、运动估计；采用光流法对不同帖的低分辨率图像之间进行运动估计，得到运动 变换矩阵F。
[0150] 现有的多帖超分辨率成像技术中，对高分辨率图像采用光流法进行运动估计得到 运动变换矩阵的过程中由于存在迭代运算过程，运算量较大，因此运算过程的时间成本较 高。而本实施例提供的多帖超分辨率成像技术中，对不同帖的低分辨率图像采用光流法进 行运动估计，得到运动变换矩阵。由于本实施例中运动估计不存在迭代运算过程，同时得到 与现有技术相同的运算结果，因此通过本实施例提供的方法可W在保证得到运动变换矩阵 的同时，大幅度降低计算运动变换矩阵的时间成本，提高运算效率。
[0151] 如图3所示，图3中左图为现有技术中采用双立方插值4倍处理的到的图像结果， 中间图为现有技术中对高分辨率图像采用光流法处理的到的图像结果，右图为通过本实施 例提供的方法处理的到的图像结果。通过图3可W看出本实施例提供的方法可W在保证得 到与现有技术相同的运动变换矩阵的同时，大幅度降低计算运动变换矩阵的时间成本，提 局运算效。
[0152] b、图像重建；如图4所示，本发明实施例提供的确定待获得的高分辨率图像上任 一像素的像素值的方法流程如下：
[0153] S401、分别确定用于获得高分辨率图像的每帖低分辨率图像上第二像素位置上的 像素的像素清晰度，从而获得像素清晰度集，每帖低分辨率图像上第二像素位置与待获得 的高分辨率图像上的像素的第一像素位置对应。
[0154]利用多帖低分辨率图像来获得高分辨率图像，高分辨率图像上的像素的第一像素 位置与多帖低分辨率图像上的像素的第二像素位置对应，第二像素位置可W与第一像素位 置相同，第二像素位置也可W是指与第一像素位置对应的一类像素位置，利用第二像素位 置上像素的像素清晰度可W确定第一像素位置上像素的像素值。
[015引具体的，利用下面的公式（1)
[0 巧 6]
[0157] 像素的像素清晰度的值越大表示该像素越清晰，像素的像素清晰度的值较低则表 示该像素存在一定程度的运动模糊。
[0158] 公式（1)中，i表示低分辨率图像的帖序号，iG[-N，闲，N为正整数，P表示第二 像素位置，表示第i帖低分辨率图像上第二像素位置P上的像素的像素清晰度，WXp) 表示第二像素位置P的邻域内所有像素的集合，巧^表示第i帖低分辨率图像上第二像素 位置的邻域内像素位置q上的像素的梯度向量，e表示防止分母为零的计算项。
[0159] 利用公式（1)可W确定每帖低分辨率图像上第二像素位置上的像素的像素清晰 度，每帖低分辨率图像上第二像素位置上的像素的像素清晰度组成像素清晰度集。
[0160] 图5(a)所示为一帖低分辨率图像，图5(a)中左上角为模糊核；利用公式（1)分别 确定图5(a)所示的低分辨率图上每个像素位置（每个像素位置与第二像素位置一一对应） 的像素清晰度，得到图5(b)所示的像素清晰度显示效果图。
[0161] 图6(a)所示为多帖低分辨率图像