超分辨率圖像視頻復(fù)原方法及應(yīng)用

第1 章緒論 1
1．1　引言　1
1．2　超分辨率復(fù)原的概念　3
1．3　超分辨率復(fù)原方法分類　7
1．4　超分辨率復(fù)原質(zhì)量的評(píng)價(jià)　8
1．5　超分辨率復(fù)原技術(shù)的應(yīng)用　9
參考文獻(xiàn)　11
第2　章超分辨率圖像/視頻復(fù)原研究與進(jìn)展　13
2．1　基于重建的超分辨率復(fù)原方法　13
2．1．1　概述　13
2．1．2　基于頻域的超分辨率復(fù)原方法　14
2．1．3　基于空域的超分辨率復(fù)原方法　15
2．2　基于學(xué)習(xí)的超分辨率復(fù)原方法　23
2．2．1　基于淺層學(xué)習(xí)的超分辨率復(fù)原方法　24
2．2．2　基于深度學(xué)習(xí)的超分辨率復(fù)原方法　29
2．3　視頻超分辨率復(fù)原方法　34
2．4　其他超分辨率復(fù)原方法　38
參考文獻(xiàn)　40
第3　章改進(jìn)保真項(xiàng)與自適應(yīng)雙邊全變分的正則化方法　47
3．1　相關(guān)工作　47
3．2　圖像觀測(cè)模型和代價(jià)函數(shù)　49
3．3　Tukey 范數(shù)構(gòu)建保真項(xiàng)和權(quán)值自適應(yīng)BTV 正則化　50
3．3．1　雙邊全變分（BTV）正則化項(xiàng) ．　50
3．3．2　穩(wěn)健估計(jì)與Tukey 范數(shù)函數(shù)　51
3．3．3　Tukey 范數(shù)構(gòu)建保真項(xiàng)結(jié)合權(quán)值自適應(yīng)BTV 正則化方法　53
3．4　超分辨率復(fù)原方法的性能評(píng)價(jià)　55
3．4．1　標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試圖像的超分辨率實(shí)驗(yàn)及算法性能評(píng)價(jià)　56
3．4．2　文本圖像的超分辨率實(shí)驗(yàn)及算法性能評(píng)價(jià)　60
3．4．3　水面近紅外圖像的超分辨率實(shí)驗(yàn)及算法性能評(píng)價(jià)　62
3．4．4　使用結(jié)構(gòu)相似性SSIM 指標(biāo)的算法性能評(píng)價(jià)　63
3．4．5　遙感影像超分辨率實(shí)驗(yàn)及算法性能評(píng)價(jià)　65
參考文獻(xiàn)　72
第4　章基于像素流和時(shí)間特征先驗(yàn)的視頻超分辨率方法　74
4．1　基于視頻時(shí)間的超分辨率問(wèn)題描述　74
4．2　空間模糊與運(yùn)動(dòng)模糊的形成機(jī)制　75
4．3　像素流及退化降質(zhì)過(guò)程建模　77
4．3．1　關(guān)于像素流　77
4．3．2　像素流退化降質(zhì)過(guò)程建?！?9
4．4　時(shí)間特征先驗(yàn)作為解空間約束的像素流超分辨率復(fù)原　80
4．4．1　MAP 估計(jì)框架下像素流超分辨率復(fù)原的貝葉斯推理　80
4．4．2　像素流與基于時(shí)間特征先驗(yàn)的建?！?1
4．4．3　像素流超分辨率復(fù)原結(jié)果的估計(jì)　83
4．5　基于像素流和時(shí)間特征先驗(yàn)建模的時(shí) 空超分辨率算法　83
4．6　超分辨率復(fù)原算法性能的評(píng)價(jià)　86
4．6．1　不同算法對(duì)測(cè)試視頻的實(shí)驗(yàn)比較及性能評(píng)價(jià)　86
4．6．2　不同算法對(duì)真實(shí)視頻的實(shí)驗(yàn)比較及性能評(píng)價(jià)　96
參考文獻(xiàn)　99
第5　章稀疏字典學(xué)習(xí)與超分辨率復(fù)原　102
5．1　稀疏表示與稀疏字典學(xué)習(xí)　102
5．2　基于稀疏表示的單幀圖像超分辨率方法　105
5．2．1　稀疏表示的局部模型與全局重構(gòu)的約束增強(qiáng)　105
5．2．2　學(xué)習(xí)字典對(duì)　108
5．3　基于全局分析性稀疏先驗(yàn)的超分辨率方法110
5．3．1　相關(guān)工作　110
5．3．2　基于全局分析性稀疏先驗(yàn)的超分辨率圖像復(fù)原　111
5．3．3　算法性能的評(píng)價(jià)　116
參考文獻(xiàn)　120
第6　章自適應(yīng)稀疏表示結(jié)合正則化約束的超分辨率方法　123
6．1　引言　123
6．2　非局部自相似先驗(yàn)的正則化技術(shù)策略　125
6．3　自適應(yīng)稀疏表示和改進(jìn)的非局部自相似正則化項(xiàng)及SR 算法　126
6．3．1　圖像塊幾何結(jié)構(gòu)信息分析和自適應(yīng)稀疏表示　126
6．3．2　改進(jìn)的非局部自相似正則化　128
6．3．3　基于自適應(yīng)稀疏表示結(jié)合改進(jìn)的非局部自相似正則化算法　130
6．4　超分辨率復(fù)原算法性能的評(píng)價(jià)　133
6．4．1　參數(shù)設(shè)置　134
6．4．2　算法對(duì)于不同訓(xùn)練樣本集的穩(wěn)健性實(shí)驗(yàn)及性能評(píng)價(jià)　134
6．4．3　無(wú)噪和加噪情況下的實(shí)驗(yàn)及算法性能評(píng)價(jià)　136
6．4．4　重構(gòu)計(jì)算效率評(píng)價(jià)　139
參考文獻(xiàn)　140
第7　章卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與超分辨率復(fù)原　143
7．1　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　143
7．1．1　引言　143
7．1．2　卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理　145
7．1．3　前向傳播與反向傳播　156
7．2　圖像/視頻樣本數(shù)據(jù)集　158
7．3　基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超分辨率復(fù)原　160
7．3．1　基于深度的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超分辨復(fù)原方法　161
7．3．2　基于高效的亞像素卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)超分辨率復(fù)原方法　63
7．3．3　基于深度遞歸卷積網(wǎng)絡(luò)的超分辨率復(fù)原方法　164
參考文獻(xiàn)　167
第8　章 ESPCN 超分辨率技術(shù)在車輛牌照識(shí)別中的應(yīng)用　169
8．1　引言　169
8．2　基于ESPCN 的單幀車輛圖像超分辨率復(fù)原　172
8．2．1　構(gòu)造車輛 車輛牌照?qǐng)D像數(shù)據(jù)集和訓(xùn)練集及測(cè)試集　172
8．2．2　單幀車輛圖像超分辨率的ESPCN-VI 模型　173
8．3　車輛圖像超分辨率復(fù)原算法的性能評(píng)價(jià)　177
8．3．1　使用常規(guī)定量指標(biāo)的算法性能評(píng)　177
8．3．2　使用車輛牌照識(shí)別正確率指標(biāo)的算法性能評(píng)價(jià)　180
參考文獻(xiàn)　183
第9　章光流法結(jié)合ESPCN 的視頻超分辨率方法　185
9．1　關(guān)于光流法　185
9．2　光流法幀間運(yùn)動(dòng)估計(jì)與ESPCN 模型　188
9．2．1　視頻超分辨率復(fù)原過(guò)程　188
9．2．2　光流法相鄰幀間運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)合ESPCN 的模型結(jié)構(gòu)　191
9．3　視頻幀的超分辨率性能評(píng)價(jià)與分析　192
9．3．1　數(shù)據(jù)集及參數(shù)設(shè)置　192
9．3．2　算法性能的評(píng)價(jià)　195
9．4　幀分辨率與幀率的擴(kuò)增　199
9．4．1　視頻幀超分辨率與插幀技術(shù)　200
9．4．2　視頻超分辨率實(shí)驗(yàn)與分析　201
參考文獻(xiàn)　205