光学学报, 2018, 38 (9): 0910002, 网络出版: 2019-05-09   

协作稀疏字典学习实现单幅图像超分辨率重建 下载: 884次

Collaborative Sparse Dictionary Learning for Reconstruction of Single Image Super Resolution
邱康 1,*易本顺 1,2,*向勉 1肖进胜 1,2
作者单位
1 武汉大学电子信息学院, 湖北 武汉 430072
2 地球空间信息技术协同创新中心, 湖北 武汉 430079
图 & 表

图 1. 基于L2,1范数的协作稀疏表示结果

Fig. 1. L2,1-norm based on collaborative sparse representations

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图 2. 测试图像

Fig. 2. Test images

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图 3. (a)目标函数(5)式随迭代次数增加而收敛的情况;(b)聚类数K取不同值时的平均PSNR;(c)字典大小M取不同值时的平均PSNR;(d)参数λ取不同值时的平均PSNR

Fig. 3. (a) Convergence of objective function Eq. (5) along with the increasing of iteration number; (b) average PSNR with different clustering number K; (c) average PSNR with different dictionary size M; (d) average PSNR with different λ

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图 4. 不同方法实现第1幅图像超分辨率重建的视觉结果比较。(a)原始HR图像;(b) Bicubic算法;(c) NE+LLE算法;(d) SCSR算法;(e) Zeyde算法;(f) ANR算法;(g) A+算法;(h) SRCNN算法;(i)本文算法

Fig. 4. Visual comparisons of different SR results on No. 1 image using different methods.(a) Original HR image; (b) Bicubic algorithm; (c) NE + LLE algorithm; (d) SCSR algorithm; (e) Zeyde algorithm; (f) ANR algorithm; (g) A+ algorithm; (h) SRCNN algorithm; (i) proposed algorithm

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图 5. 不同方法实现第3幅图像超分辨率重建的视觉结果比较。(a)原始HR图像;(b) Bicubic算法;(c) NE+LLE算法;(d) SCSR算法;(e) Zeyde算法;(f) ANR算法;(g) A+算法;(h) SRCNN算法;(i)本文算法

Fig. 5. Visual comparisons of different SR results on No. 3 image using different methods.(a) Original HR image; (b) Bicubic algorithm; (c) NE + LLE algorithm; (d) SCSR algorithm; (e) Zeyde algorithm;(f) ANR algorithm; (g) A+ algorithm; (h) SRCNN algorithm; (i) proposed algorithm

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表 1PSNR (dB)与SSIM性能比较

Table1. Performance of magnification in PSNR (dB) and SSIM

No.PSNR/SSIM
BicubicNE+LLESCSRZeydeANRA+SRCNNProposed
121.59/0.68122.36/0.73822.31/0.73722.34/0.73622.43/0.74222.81/0.76322.75/0.76122.97/0.776
228.43/0.88529.44/0.90529.10/0.89429.43/0.90529.52/0.90729.91/0.91429.93/0.91230.08/0.923
333.91/0.90535.06/0.92234.29/0.90535.08/0.92235.13/0.92335.21/0.92435.31/0.91735.46/0.936
429.67/0.90531.51/0.92831.06/0.91431.61/0.93031.56/0.92932.08/0.94031.97/0.94132.33/0.953
527.84/0.85029.09/0.88128.90/0.87229.07/0.88029.16/0.88229.28/0.89129.18/0.89029.45/0.904
623.71/0.87924.94/0.90424.98/0.89525.23/0.91525.03/0.90626.09/0.91625.48/0.89726.27/0.927
727.90/0.84728.48/0.86628.35/0.85728.48/0.86728.49/0.86728.60/0.87328.71/0.87528.93/0.886
823.42/0.79924.77/0.84224.66/0.82725.17/0.85524.77/0.84225.21/0.87525.34/0.87925.58/0.891
Mean27.06/0.84428.21/0.87327.96/0.86328.30/0.87628.26/0.87528.65/0.88728.58/0.88428.89/0.900

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表 2不同算法的平均重建耗时

Table2. Average running time of different methods

ItemMethod
NE+LLESCSRZeydeANRA+SRCNNProposed
Average running time /s21.1086.225.130.770.879.620.81

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邱康, 易本顺, 向勉, 肖进胜. 协作稀疏字典学习实现单幅图像超分辨率重建[J]. 光学学报, 2018, 38(9): 0910002. Kang Qiu, Benshun Yi, Mian Xiang, Jinsheng Xiao. Collaborative Sparse Dictionary Learning for Reconstruction of Single Image Super Resolution[J]. Acta Optica Sinica, 2018, 38(9): 0910002.

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