[发明专利]一种提高图像分辨率的方法及系统

权利要求书

1.一种提高图像分辨率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

采用相对总变差法对原图像进行分解，获得卡通子图像和纹理子图像，具体包括：对原图像进行分割，获得分割后的图像；利用最小化窗函数的图像全变分的方法，对分割后的图像进行分解，获得卡通子图像和纹理子图像；

所述对原图像进行分割，获得分割后的图像，具体包括：

分别利用模板和和原图像进行卷积，得到x方向的梯度图像I_x和y方向的梯度图像I_y；

计算所述x方向的梯度图像和所述y方向的梯度图像的梯度图像模值I_g(i,j)；

其中，(i,j)为像素点坐标；

将所述梯度图像模值大于第一阈值的像素点作为边缘像素点，将所述梯度图像模值大于第二阈值的像素点作为候选边缘像素点；

选取多个所述边缘像素点，分别以每个所述边缘像素点为起始点，连接与所述边缘像素点在八个方向上直接相邻的所述边缘像素点或所述候选边缘像素点，获得若干封闭区域，并将位于大的所述封闭区域内的小的封闭区域删除，获得若干没有包含关系的封闭区域；

对每个所述没有包含关系的封闭区域做灰度直方图，并对所述灰度直方图采用K-means方法来进行分割，获得分割后的图像；

所述窗函数为：

点(x_p,y_p)是当前中心像素点，(x_q,y_q)是(x_p,y_p)的全变分的像素点，σ²_p,q是(x_q,y_q)和(x_p,y_p)所在物体内的像素值的方差，c_p,q为相乘因子，T_g为第三阈值；

采用插值法对所述卡通子图像进行放大，获得放大后的卡通子图像；该插值法在插值过程中将遵循两个原则：①、只利用和未知像素点在同一物体中的像素点来进行插值，以尽量避免插值后像素点模糊的情况；②、自适应地调整插值模板的大小，对于图像中平滑的部分将取范围比较大的模板，以让更多一些的像素参与插值，对于图像中变化较大的部分，采用较小范围的模板，只利用和当前像素相关性大的像素来进行插值；这样，能够避免插值后像素点模糊的情况；

采用同伦方法对所述纹理子图像进行放大，获得放大后的纹理子图像；

对所述放大后的卡通子图像和所述放大后的纹理子图像进行合成，获得高分辨率图像。

2.根据权利要求1所述的一种提高图像分辨率的方法，其特征在于，所述采用插值法对所述卡通子图像进行放大，获得放大后的卡通子图像，具体包括：

对所述卡通子图像的像素点采用插值模板函数进行插值，获得所述放大后的卡通子图像；所述插值模板函数为：

L(x,y)＝N₁*o(x,y)*d(x,y)*sinc(α*x/σ²)*sinc(α*y/σ²)*exp(β*(x²+y²)/2σ²)(3)

其中，o(x,y)表示是否利用当前像素点的值来估计未知像素点的值，若当前像素点和未知像素点在同一个物体中，则o(x,y)＝1，即利用当前像素点；否则，o(x,y)＝0，即不利用当前像素点，d(x,y)表示当前像素点和插值模板中心点的距离；函数sinc(x)＝(sin(x)/x)；σ²是参与对未知像素点插值的所有像素点的均方差；α和β是常数；N₁为归一化常数。