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专利号: 202110682426X
申请人: 中南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种图像重建方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、对图像数据集中的输入图像、参考图像进行预处理,融合预处理后的图像,得到初步融合后的纹理特征Lx;其中,x=1,2,…,d;将待重建的低分辨率图像经过卷积处理,得到浅层特征F;d为初步融合后的纹理特征数量;

S2、对浅层特征F、前d‑1个纹理特征依次进行上采样和卷积操作,将Ld、卷积操作后的F、前d‑1个纹理特征进行维度拼接,对拼接后的特征进行卷积操作,得到再次融合后的纹理z

特征L;

对待重建的低分辨率图像的每个通道信息进行卷积操作,再将卷积操作后的结果进行维度拼接,得到LR grad,对LR grad继续进行多次卷积操作,并将多次卷积操作的结果与LR grad逐元素相加得到初始的Rec grad;

c c

对LR grad进行卷积操作,得到LR grad ,将LR grad与初始的Rec grad逐元素相加,对相加后的结果进行上采样,对上采样后的图像进行卷积处理,得到重建的梯度特征Recon Grad;

z

S3、将重建的梯度特征Recon Grad与纹理特征L进行维度拼接,得到拼接特征x_f_cat;

对拼接特征x_f_cat进行卷积操作,得到的卷积操作结果与拼接特征x_f_cat逐元素相加得到x_cat,将x_cat再经过多次卷积操作,得到最终的超分辨率重建结果x_out。

2.根据权利要求1所述的图像重建方法,其特征在于,步骤S1中,初步融合后的纹理特征Lx的获取过程包括:

1)将图像数据集中的输入图像、参考图像分别依次进行下采样和上采样,对应得到上采样后的输入图像LR’和参考图像Ref’;

Tex

2)提取所述上采样后的输入图像LR’的纹理特征,得到LR’ ;提取所述上采样后的参Tex Tex

考图像Ref’和输入参考图像Ref的纹理特征,得到Ref’ 以及Ref ;

Tex Tex

3)将LR’ 和Ref’ 分块,通过计算块间内积得到相关性矩阵Re,矩阵Re的大小为M×N,取矩阵Re每一列的最大值的下标组成ID矩阵H,取矩阵Re每一列的最大值组成矩阵S;利Tex

用ID矩阵H对Ref 进行纹理匹配,得到d个与给定低分辨率图像相关的高分辨率纹理特征T1、T2、…、Td;

4)组合F、S和高分辨率纹理特征,得到d个组合:F、S、T1;F、S、T2;…;F 、S、Td;

5)对于每个所述组合,先对该组合中的浅层特征F和高分辨率纹理特征Tx进行维度拼接,将拼接结果与矩阵S相乘,得到中间结果,对所述中间结果取均值,得到权重W;对所述中间结果进行残差处理,得到特征P;将特征P与权重W相乘,得到初步融合后的纹理特征Lx。

3.根据权利要求2所述的图像重建方法,其特征在于,所述下采样方法为4倍双三次插值下采样;所述上采样方法为4倍双三次插值上采样。

4.根据权利要求2所述的图像重建方法,其特征在于,利用纹理提取器提取相关图像的特征,所述纹理提取器采用VGG19的前12层网络结构。

5.根据权利要求1~4之一所述的图像重建方法,其特征在于,步骤S2中,初始的Rec grad的具体获取过程包括:将LR grad、L1、L2、…、Ld输入Grad Block;所述Grad Block对所述LR grad和L1、L2、…、Ld进行维度拼接,再对拼接后的结果进行多次卷积操作,并将卷积操作后的结果乘以权重系数将所述Grad Block的输出结果与LR grad逐元素相加,得到初始的Rec grad。

6.根据权利要求5所述的图像重建方法,其特征在于,所述权重系数为0.2。

7.根据权利要求5所述的图像重建方法,其特征在于,d=3。

8.根据权利要求1~4之一所述的图像重建方法,其特征在于,步骤S3中,对x_cat再经过两次卷积操作,得到最终的超分辨率重建结果x_out。

9.一种图像重建系统,其特征在于,包括计算机设备;所述计算机设备被配置或编程为用于执行权利要求1~7之一所述方法的步骤。