基于稀疏表示与线性回归的图像快速超分辨率重建 - 智能系统学报.pdfVIP

第 １２卷第 １期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 智　 能　 系　 统　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．１２ №．１ ２０１７年２月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｆｅｂ． ２０１７ ＤＯＩ：１０．１１９９２／ ｔｉｓ．２０１６０３０３９ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ／ ２３．１５３８．ＴＰ１８００．０１０．ｈｔｍｌ 基于稀疏表示与线性回归的图像快速超分辨率重建 １，２ １，２ １，２ １，２ 赵志辉 ，赵瑞珍 ，岑翼刚 ，张凤珍 （１．北京交通大学信息科学研究所，北京 １０００４４；２．北京交通大学现代信息科学与网络技术北京市重点实验室，北京 １０００４４） 摘　 要：单幅图像超分辨率的目的是从一幅低分辨率的图像来重构出高分辨率的图像。 基于稀疏表示和邻域嵌入 的超分辨率图像重建方法使得重建图像质量有了极大的改善。 但这些方法还很难应用到实际中，因为其重建图像 的速度太慢或者需要调节复杂的参数。 目前大多数的方法在图像重建的速度和质量两个方面很难有一个好的权 衡。 鉴于以上问题提出了一种基于线性回归的快速图像超分辨率重建算法，将稀疏表示和回归的方法有效地结合 在一起。 通过稀疏表示训练的字典，用一种新的方式将整个数据集划分为多个子空间，然后在每一类子空间中独立 地学习高低分辨率图像之间的映射关系，最后通过选择相应的投影矩阵来重建出高分辨图像。 实验结果表明，相比 于其他方法，本文提出的算法无论在图像重建速度还是重建质量方面都取得了更好的超分辨率重建效果。 关键词：线性回归；超分辨率；字典训练；稀疏表示；图像重建；特征训练；子空间；邻域嵌入 － － － 中图分类号：ＴＰ３９１．４１　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１６７３ ４７８５（２０１７）０１ ０００８ ０７ 中文引用格式：赵志辉，赵瑞珍，岑翼刚，等． 基于稀疏表示与线性回归的图像快速超分辨率重建［Ｊ］． 智能系统学报，２０１７，１２（１）： － ８ １４． 英文引用格式：ＺＨＡＯ Ｚｈｉｈｕｉ，ＺＨＡＯ Ｒｕｉｚｈｅｎ，ＣＥＮ Ｙｉｇａｎｇ，ｅｔ ａｌ． Ｒａｐｉｄ ｓｕｐｅｒ⁃ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｐａｒｓｅ － ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｎｅａｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ［Ｊ］． ＣＡＡＩ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ，２０１７，１２（１）：８ １４． Ｒａｐｉｄ ｓｕｐｅｒ⁃ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｍａｇｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｐａｒｓｅ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｎｅａｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ １，２ １，２ １，２ １，２ ＺＨＡＯＺｈｉｈｕｉ ，ＺＨＡＯ Ｒｕｉｚｈｅｎ ，ＣＥＮ Ｙｉｇａｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｆｅｎｇｚｈｅｎ （１． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４， Ｃｈｉｎａ；２． Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＪｉａｏｔｏ