[发明专利]一种用于视频图像恢复增强的结构化稀疏词典的构造方法

说明书

技术领域

本发明属于视频图像增强处理技术领域，更为具体地讲，涉及在图像视频增强处理中用于视频图像恢复增强的结构化稀疏词典的构造方法。

背景技术

因为图像视频采集系统自身固有的缺陷或局限性，通过摄像系统从现实场景采集到的数字图像数据是经过了种种画质退化效应后的结果。也就是说，因为种种原因，从采集后的数字图像上看到的画面与真实场景在视觉质量上存在明显的差距。最典型的来说，有相机的点扩散函数(PSF)带来模糊效应，相机CMOS或CCD感应芯片的分辨率限制带来下采样效应，空气、相机系统噪声叠加后的噪声模糊效应等三大类图像画质退化的原因。

在典型的数字电视系统中，经过各类视频压缩技术编码的视频会隐含有程度不一的块效应瑕疵，而来自传统的广播电视模拟信号除了其分辨率局限在PAL/NTSC上之外，还有模拟信号解码转为数字信号、去隔行处理等过程中因为误差带来的噪声或画质退化。这就是我们今天在从电视机上看到的画面质量差强人意的原因。在播放高清视频片源如蓝光碟片时，赏心悦目的画面效果正好说明了我们的普通视频图像画质退化有多么严重。

因为海量的传统非高清视频源的存在，目前广播电视信号仍然以PAL制式标准为主，使用各种低成本便携摄像设备拍摄的低画质视频在不断增加，这些都表明有创新发明新的视频图像画质增强处理技术的巨大需求。

压缩感知技术认为在满足一定的条件下，被各种退化操作污损后的信号可以在一定程度上被准确重建与恢复。具体在图像处理领域中，建模如下：

I_LR＝UI_HR+w                    (1)

I_HR是未污染的理想的高清图像信号，I_LR是经过各种退化操作后所观察到的低清图像信号，w是加性的噪声变量，U线性的退化算子，可以是模糊算子、下采样算子、加性污损算子等。图像增强处理任务就是根据已知的低清图像I_LR数据恢复出未知的理想高清图像I_HR数据。为了得到视觉舒适的逼近的高清图像I_HR，需要整合更多的自然图像先验知识，以约束高清图像I_HR的恢复过程。该过程一般建模如下：

a~=arg mina||a||1,]]>且||ILR-UDa~||22≤ϵ---(2)]]>

IHR=Da~---(3)]]>