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专利号: 2023103594532
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于深度展开网络的手写文本图像超分辨率重建方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:构建基于边缘驱动的深度展开网络,并进行训练;

步骤2:深度展开网络输入待处理的低分辨率图像y和目标放大倍数,待处理的输入图像称为低分辨率图像;

步骤3:使用步骤2中输入的低分辨率图像通过双三次插值法进行处理,将低分辨率图像上采样到目标放大倍数获得初始图像低频信息步骤4:使用步骤2输入的低分辨率图像进行双三次插值法上采样,通过边缘提取模块获取初始图像高频信息1

步骤5:整合图像低频信息以及图像高频信息获得超分辨图像x;

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步骤6:将图像低频信息通过深度去噪模块获取图像去噪信息v;

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步骤7:将图像去噪信息v、超分辨率图像x 、图像低频信息 通过低频重构模块重建图像低频信息1

步骤8:将超分辨率图像x通过边缘提取模块获取图像高频信息步骤9:重复步骤5至步骤8,迭代计算图像低频信息 图像高频信息步骤10:整合步骤9中的图像低频信息 图像高频信息 获得最终的超分辨率图像x;

步骤11:深度展开网络输出重建得到最终的超分辨率图像x;

步骤1中,基于边缘驱动的深度展开网络模型为:

其中,xl表示缺失了高频细节的重构图像,xh为高频信息,其中A表示退化算子,λ是拉格朗日乘数,Ω(v)是正则化函数,边缘提取算法fedge,α为补偿系数,δ为松弛参数;

步骤1中,使用端到端的方式来训练深度展开网络,具体步骤如下:步骤1.1:首先需要构建手写文本图像数据集,数据集需要包含多组图片,每一组图片包含原始分辨率照片作为高分辨率图像,不同倍数下采样的照片作为低分辨率图像;

步骤1.2:将低分辨率图像yi以及对应的放大倍数输入到深度展开网络中,并获得重构得到的超分辨率图像xi;

步骤1.3:将步骤1.2中获得超分辨率图像xi与低分辨率图像yi,计算L1损失函数,公式如下:步骤1.4:采用梯度下降算法更新超分辨率网络的模型参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于深度展开网络的手写文本图像超分辨率重建方法,其特征在于,步骤6中的深度去噪模块具体内容为:该模块采用U‑net的变体作为深度去噪模块的主干,包含四个编码网络和四个解码网络组成,除去最后一个编码网络外,每一个编码网络都有一个下采样层,该下采样层通过2倍的比例因子对特征映射进行子采样,以增加神经元的接收场,除去最后一个解码网络外,每一个编码网络后都有一个上采样层,通过2倍的比例因子对增大特征图的空间大小。

3.根据权利要求1所述的一种基于深度展开网络的手写文本图像超分辨率重建方法,其特征在于,步骤4,步骤8中的边缘提取模块具体为:步骤a:滤波降噪处理,采用高斯滤波去除噪声;

步骤b:采用Sobel算子差分计算幅值和方向,标识每个点上的最大值以及生成的边缘的方向,同时对非极大值抑制,获得二值图像;

步骤c:双阈值筛选,根据高阈值得到一个边缘图像,在高阈值图像中把边缘链接成轮廓,当到达轮廓的端点时,在断点的8邻域点中寻找满足低阈值的点,再根据此点收集新的边缘,直到整个图像边缘闭合,获取到图像的边缘信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于深度展开网络的手写文本图像超分辨率重建方法,其特征在于,步骤7中的低频重建模块具体为:该模块通过浅四层卷积网络来模拟退化的正向与反向过程,退化过程A是通过下采样网络来模拟的,通过4层卷积层构成,以相应的比例降低空间T分辨率,上采样网络模拟过程A 由三个卷积层和一个反卷积层构成,以相应的比例提高空间分辨率,从而构建出图像低频信息xl。