[发明专利]一种基于反向图保持的单张图像超分辨率方法

权利要求书

1.一种基于反向图保持的单张图像超分辨率方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，构建高分辨率图像块训练集和对应的低分辨率图像块训练集，所述高分辨率图像块训练集由多个高分辨率图像块构成，所述低分辨率图像块训练集由相应的多个低分辨率图像块构成；

步骤2，构建描述高分辨率图像块训练集内高分辨率图像块之间相似关系的邻接矩阵图，获得相似矩阵W；

步骤3，根据步骤2所得相似矩阵W，基于重建后高分辨率图像块空间的反向图约束项，计算出低分辨率图像块与对应高分辨率图像块之间的映射矩阵A；

步骤4，根据步骤3所得映射矩阵A重建输入低分辨率图像对应的高分辨率图像。

2.根据权利要求1所述基于反向图保持的单张图像超分辨率方法，其特征在于：步骤2中的高分辨率图像块训练集内高分辨率图像块之间相似关系的邻接矩阵图记为G，邻接矩阵图G的构建方法如下：

设步骤1所得高分辨率图像块训练集为对应低分辨率图像块训练集为高分辨率图像块训练集X中每个高分辨率图像块x_i构成邻接矩阵图G的一个顶点，共N个顶点；连接任意两个顶点x_i和x_j的边的权值为w_ij，i的取值为1,2,…,N，j的取值为1,2,…,N，i≠j；权值w_ij定义如下：

其中N_K(x_i)表示x_i的K个近邻顶点构成的集合，N_K(x_j)表示x_j的K个近邻顶点构成的集合，通过确定所有权值w_ij获得相似矩阵W=[w_ij]_N×N，K为预设的近邻顶点个数。

3.根据权利要求2所述基于反向图保持的单张图像超分辨率方法，其特征在于：步骤3中映射矩阵A的计算方式如下：

首先分别通过Q=Y(I-W)(I-W)^TY^T、U=YY^T+λQ^T和V＝XY^T求得矩阵Q、U和V；其中，I为N×N的单位矩阵；

映射矩阵A的每一行元素按照如下公式计算出：

U^TA_i·=V_i·

s.t.A_i·≥0,i=1,2,…,4l

其中，A_i·和V_i·分别表示映射矩阵A和矩阵V的第i行，4l为映射矩阵A的行数；

计算出映射矩阵A的每一行元素后，连接起来组成最终的映射矩阵A，A=[A_1·;A_2·;…;A_4l·]。