計算機視覺應用開發(fā)課件：圖像超分辨率概述

圖像超分辨率概述圖像超分辨率的基本概念01任務圖像超分辨率的應用場景02任務學習目標了解圖像超分辨率的基本概念了解圖像超分辨率的應用場景1圖像超分辨率的基本概念1圖像超分辨率的基本概念所謂超分辨率，就是提高原有圖像的分辨率。通過一系列低分辨率的圖像來得到一幅高分辨率的圖像過程就是超分辨率重建。就如上節(jié)中的蝴蝶翅膀圖，給定左邊的低分辨率圖像，希望通過一系列的算法來得到右邊的高分辨率圖像，這就是圖像超分辨率重建。圖像超分辨率重建，給定一張低分辨率的圖像（low-resolutionimage），通過計算機視覺中的方法、模型將其恢復成一張高分辨率的圖像（high-resolutionimage），要求恢復后的高分辨率圖像要盡可能真實。其旨在克服或補償由于圖像采集系統(tǒng)或采集環(huán)境本身的限制，導致的成像圖像模糊、質量低下、感興趣區(qū)域不顯著等問題。1圖像超分辨率的基本概念2圖像超分辨率的應用場景2圖像超分辨率的應用場景視頻：近年來，隨著高清設備的普及，用戶端顯示設備的分辨率已經普遍提升到了2K甚至更高的水平。相對早期的游戲、電影和照片在上述設備上往往無法得到很好的展現，這促使了很多經典游戲和電影的高清重制工作被提上日程。在整個重制過程中，最核心的就是多媒體素材的高清重建工作，而該部分工作在過去往往只能通過聘請專業(yè)的設計師耗費大量的資源來完成。圖像超分辨率技術的發(fā)展為上述問題提供了一個全新的解決思路。通過圖像超分辨率技術，無需耗費大量的資源即可完成多媒體內容的高清重建工作。在上述結果上，設計師僅需進行簡單少量的修改即可達到和人工設計相媲美的結果，大大簡化了工作的流程，降低了工作的成本。2圖像超分辨率的應用場景照片：另一方面，圖像超分辨率技術在相機拍攝過程中也有著廣泛的應用。近年來，隨著用戶對手機拍攝功能的重視，越來越多的廠商將手機的拍攝性能作為一個重要的賣點來進行宣傳。特別的，相機的變焦功能越來越受到用戶的關注。其中，變焦功能通?？梢苑譃椋汗鈱W變焦，數碼變焦。光學變焦通過調整鏡頭來對焦距進行調整，由于受限于設備體積的大小，調整能力比較有限。相對的，數碼變焦則是通過算法來對圖像進行調整，以達到模擬光學變焦的目的，算法的優(yōu)劣很大程度上決定了數碼變焦的倍數以及其結果的好壞。圖像超分辨率技術相對于傳統(tǒng)的圖像插值算法，往往能夠提供更大的變焦倍數以及更好的圖像質量，近年來廣泛被各大手機廠商所采用。2圖像超分辨率的應用場景相對于上述領域，圖像超分辨率技術在很多專業(yè)領域也有應用。主要包括：圖像壓縮領域：在視頻會議等實時性要求較高的場合，可以在傳輸前預先對圖片進行壓縮，等待傳輸完畢，再由接收端解碼后通過超分辨率重建技術復原出原始圖像序列，極大減少存儲所需的空間及傳輸所需的帶寬。醫(yī)學成像領域：對醫(yī)學圖像進行超分辨率重建，可以在不增加高分辨率成像技術成本的基礎上，降低對成像環(huán)境的要求，通過復原出的清晰醫(yī)學影像，實現對病變細胞的精準探測，有助于醫(yī)生對患者病情做出更好的診斷。2圖像超分辨率的應用場景遙感成像領域：高分辨率遙感衛(wèi)星的研制具有耗時長、價格高、流程復雜等特點，由此研究者將圖像超分辨率重建技術引入了該領域，試圖解決高分辨率的遙感成像難以獲取這一挑戰(zhàn)，使得能夠在不改變探測系統(tǒng)本身的前提下提高觀測圖像的分辨率。公共安防領域：公共場合的監(jiān)控設備采集到的視頻往往受到天氣、距離等因素的影響，存在圖像模糊、分辨率低等問題。通過對采集到的視頻進行超分辨率重建，可以為辦案人員恢復出車牌號碼、清晰人臉等重要信息，