壓縮視頻的超分辨率技術(shù)研究.pdf

1、近年來，各類具備拍攝功能的消費(fèi)電子產(chǎn)品的使用日益廣泛，高清、全高清電視逐步普及，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)逐漸鋪開，用戶對高清晰度視頻的需求相應(yīng)提高。與此同時(shí)，隨著科技的發(fā)展，高清顯示設(shè)備也被研制出來以滿足人們對更好視覺感受的追求。針對視頻源分辨率不足的問題(大多受到壓縮)，超分辨率技術(shù)利用信號處理的方式有效提升視頻有效分辨率，迎合了人們對高清晰度視頻的需求，可以廣泛應(yīng)用于數(shù)字電視、網(wǎng)絡(luò)視頻、安防等行業(yè)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴闡述了壓縮視頻超

2、分辨率技術(shù)的研究背景和意義，總結(jié)了相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀及該領(lǐng)域亟待解決的難題，并介紹了超分辨率重構(gòu)過程中需采用的幾項(xiàng)重要技術(shù)與方法。⑵分析了以往視頻超分辨率參數(shù)化模型中未考慮相鄰視頻幀間因遮擋、邊界溢出形成的非公有內(nèi)容的缺陷，以參數(shù)化因子公共標(biāo)記矩陣標(biāo)注非公共內(nèi)容并排除其引入的錯(cuò)誤參考信息，由此提出改進(jìn)的視頻超分辨率參數(shù)化模型并設(shè)計(jì)了基于運(yùn)動關(guān)系分析的公共標(biāo)記矩陣求取方法?；诟倪M(jìn)模型，在最大后驗(yàn)概率(MAP)準(zhǔn)則下構(gòu)建了超分辨率重構(gòu)對應(yīng)

3、的最優(yōu)化問題，并結(jié)合迭代重加權(quán)最小二乘法(IRLS)加以求解。介紹了求解過程中大型矩陣運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)模型指導(dǎo)下的MAP視頻超分辨率算法在遮擋出現(xiàn)的物體邊緣、圖像邊界具有很好的重構(gòu)效果，有效地避免了錯(cuò)誤參考引入產(chǎn)生的重構(gòu)錯(cuò)誤。⑶提出了基于改進(jìn)模型的混合MAP視頻超分辨率算法。在獲得公共標(biāo)記矩陣后，算法將變形矩陣、模糊核等未知參量與超分辨率圖像的聯(lián)合估計(jì)置于統(tǒng)一的混合MAP框架中，利用交替迭代最優(yōu)化獲取各參量的準(zhǔn)確估計(jì)；經(jīng)過

4、對IRLS方法求解最優(yōu)化問題收斂性的分析，提出了基于數(shù)字圖像特性的改進(jìn)IRLS迭代權(quán)重更新機(jī)制，對數(shù)值求解的收斂速度加以提升。引入了數(shù)據(jù)保真性約束函數(shù)，對重構(gòu)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，論文提出的視頻超分辨率算法能獲得準(zhǔn)確的未知參量估計(jì)，實(shí)現(xiàn)各類測試序列的超分辨率重構(gòu)，并能在不同放大倍數(shù)下均取得較為理想的結(jié)果。⑷提出了量化噪聲去除與超分辨率重構(gòu)循環(huán)交替進(jìn)行的聯(lián)合估計(jì)算法框架。實(shí)驗(yàn)證明，所提出的壓縮視頻超分辨率算法能在有效消除視頻中