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针对探测器奈奎斯特频率不足和光学系统点扩展效应造成的成像系统像质下降问题,在频域框架下提出一种改进的多帧图像超分辨率增强方法。在图像序列配准方面,考虑了频谱混叠和插值变换等因素对图像频谱相位差的影响,建立了更准确的亚像元位移提取模型;在图像复原方面,基于同步纹理自回归先验,建立了图像的联合高斯分布模型,并结合贝叶斯方法对插值重建结果进行复原。实验表明,该方法较为全面地考虑了像质下降因素,具有较好的超分辨率增强效果,且计算复杂度较低。
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第
37
卷
第
7
期
光
学
学
报
Vol.37
,
No.7
2017
年
7
月
,
2017
一种基于频域的序列图像超分辨率增强方法
谭
政
1
,
2
,
相 里 斌
1
,
吕 群 波
1
,
孙 建 颖
1
,
赵
娜
1
,
方
煜
1
,
刘 扬 阳
1
1
中国科学院光电研究院计算光学成像技术重点实验室
,
北京
100094
;
2
中国科学院大学
,
北京
100049
摘要
针对探测器奈奎斯特频率不足和光学系统点扩展效应造成的成像系统像质下 降问 题
,
在频 域框 架下提 出一
种改进的多帧图像超分辨率增强方法
.
在图像序列配准方面
,
考虑了频谱混叠和插 值变 换等因 素对 图像频 谱相 位
差的影响
,
建立了更准确的亚像元位移提取模型
;
在 图像 复原 方 面
,
基 于同 步纹 理 自回 归先 验
,
建 立了 图像 的 联合
高斯分布模型
,
并结合贝叶斯方法对插值重建结果进行复原
.
实验表明
,
该方法较 为全 面地考 虑了 像质下 降因 素
,
具有较好的超分辨率增强效果
,
且计算复杂度较低
.
关键词
图像处理
;
像质下降
;
超分辨率增强
;
频域框架
;
图像配准
;
图像复原
中图分类号
TP391.7
文献标识码
A
doi
:
103788
/
2017370710001
收稿日期
:
20161222
;
收到修改稿日期
:
20170305
基金项目
:
国家自然科学基金
(
61505219
)、
中国科学院国防科技创新基金
(
16045
)
作者简介
:
谭
政
(
1982
—),
男
,
博士研究生
,
工程师
,
主要从事计算光学成像
、
遥感数据增强方面的研究
.
:
@
导师简介
:
相里斌
(
1967
—),
男
,
博士
,
研究员
,
主要从事光学工程与空间技术领域的研究
.
:
@
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1
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1
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Laborator
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Technolo
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Academ
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ChineseAcadem
y
o
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Sciences
Bei
j
in
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100094
China
2
Universit
y
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ChineseAcadem
y
o
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Sciences
Bei
j
in
g
100049
China
Abstract
Ke
y
words
OCIScodes 100298010066401102960
1
引
言
相机成像分辨率的主要影响因素为光学系统弥散和探测器采样
.
光学系统弥散的影响主要体现在衍射
等造成的点扩展效应
;
探测器采样的影响主要体现在成像系统的设计会使探测器奈奎 斯特频率略 低于光学
系统的截止频率
,
以满足成像信噪比的需求
,
却导致成像系统不满足采样定理
,
奈奎斯特频 率以上的部 分产
生混叠
.
为了解决上述问题
,
序列图像超分辨率增强技术将传统光学成像和信号处理相结合
,
通过计算成像
提高数据质量
,
从而突破成像器件的制约
.
0710001G1
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