基于稀疏编码的鲁棒型人脸超分辨率重建

为了减少人脸超分图像的边缘伪影和图像噪点,利用基于稀疏编码的单幅图像超分辨率重建算法,在字典学习阶段,结合L1范数引入在线字典学习方法,使字典根据当前输入图像块和上次迭代生成的字典逐列更新,得到更加精确的超完备字典对,用于图像重建.实验中进行的仿真结果表明,改进算法超分结果的峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)比同类型的稀疏编码超分法(SCSR)和应用在线字典学习算法的超分方法(ODLSR)均有较大幅度提升,比后者平均提升0.72 dB和0.0187.同时,视觉上有效地消除了边缘伪影,且在处理含噪人脸图像时,具备更强的去噪能力和更好的鲁棒性.     

基于针对性字典的压缩图像稀疏超分辨率重建

为了有效地重建压缩低分辨率图像,提出一种基于针对性字典的压缩图像稀疏超分辨率重建算法.首先,根据压缩低分辨率图像的形成特点,对训练库图像进行针对性的下采样压缩编码处理,进行超完备字典的训练;然后,通过训练所得的针对性字典对压缩低分辨率图像进行稀疏表示的超分辨率重建.为进一步恢复图像的高频信息,进行了针对性残差字典训练,并对图像进行高频信息补偿,得到稀疏重建后的图像主观效果更加突出,客观评价参数也得到较大提升.实验结果表明,该算法对压缩图像的超分辨率重建更具针对性,具有良好鲁棒性和高效性.     

基于自训练字典学习的单幅图像的超分辨率重建

针对单幅低分辨率图像的超分辨率重建问题,提出了一种基于自训练字典学习的超分辨率重建算法。首先根据图像的退化模型,对输入的低分辨率图像进行降质处理,然后利用 K-SVD 方法训练字典,获得重建所需要的先验知识,最后根据先验知识重建高分辨率图像。仿真实验的结果表明,利用该方法获得的高分辨率图像在视觉效果和客观评价上均优于传统方法,同时算法的时间效率也有很大的提升。     

基于自适应对偶字典的磁共振图像的超分辨率重建

为了提高磁共振成像的图像质量,提出了一种基于自适应对偶字典的超分辨率去噪重建方法,在超分辨率重建过程中引入去噪功能,使得改善图像分辨率的同时能够有效地滤除图像中的噪声,实现了超分辨率重建和去噪技术的有机结合。该方法利用聚类—PCA算法提取图像的主要特征来构造主特征字典,采用训练方法设计出表达图像细节信息的自学习字典,两者结合构成的自适应对偶字典具有良好的稀疏度和自适应性。实验表明,与其他超分辨率算法相比,该方法超分辨率重建效果显著,峰值信噪比和平均结构相似度均有所提高。     

基于离线双字典学习算法的图像超分辨率重建研究

为了提高图像超分辨率重建的质量,采用离线双字典学习算法。首先图像块建立字典稀疏模型,确定字典中原子数量;然后使用基于离线字典学习对图像稀疏编码,同时把稀疏编码统一到一个框架中进行优化编码;接着对字典进行分解多个子字典,将图像块中像素点的列向量在子字典展开;最后双字典与超分辨率重构中不同分辨率的异构数据进行同构化,确定控制残差条件,给出了算法实现过程。实验仿真显示本文算法重建效果清楚,峰值信噪比最大,BIQI最小。     

基于字典稀疏表示的图像超分辨率重建

针对单字典学习的稀疏表示超分辨算法不能保证相邻图像块的兼容性而导致稀疏重建后图像质量低的问题,提出了图像块对学习的稀疏表示的改进方法。该方法使用主成份分析法处理训练样本的图像特征块;然后在输入的低分辨率图像块的稀疏表示系数中恢复出高分辨率图像块;最后将低分辨图像块的稀疏表示与高分辨图像块字典组合生成高分辨率图像块的超分辨重建算法。实验数据对于提出的算法能有效地恢复出质量更好的图像且峰值信噪比有所提高。     

图约束字典和加权稀疏表示人脸超分辨率算法

针对低分辨率、低质量人脸图像重建问题,提出了一种新的基于稀疏表示的人脸超分辨率算法。在训练阶段,人脸的位置特征被用于保持人脸块的全局信息,人脸块间的几何结构被用于保持高低分辨率超完备冗余字典的流形结构,从而提高字典的表达能力;在重建阶段,K近邻加权稀疏表示被用于消除稀疏编码噪声,以提高高分辨率人脸图像重建系数的精度。实验结果表明,提出的方法取得了较好的主客观质量。     

图约束字典和加权稀疏表示人脸超分辨率算法北大核心

针对低分辨率、低质量人脸图像重建问题,提出了一种新的基于稀疏表示的人脸超分辨率算法。在训练阶段,人脸的位置特征被用于保持人脸块的全局信息,人脸块间的几何结构被用于保持高低分辨率超完备冗余字典的流形结构,从而提高字典的表达能力;在重建阶段,K近邻加权稀疏表示被用于消除稀疏编码噪声,以提高高分辨率人脸图像重建系数的精度。实验结果表明,提出的方法取得了较好的主客观质量。     

基于自适应字典稀疏表示的超分辨率算法

基于学习的超分辨率算法通过一组训练样例来学习一个字典,并从该字典中合成低分辨率图像中丢失的高频信息,最终得到相应的高分辨率图像。介绍了几种常用的基于学习的超分辨率算法,并提出了一种新的算法:基于自适应字典稀疏表示的超分辨率算法。实验结果表明,该方法在主观与客观上均具有较好的重建效果。     

基于聚类字典的图像超分辨率重构算法

针对图像超分辨率(SR)重构在空间邻域选取过程中 细节特征易被大幅度特征分量淹没的问题,提出 一种基于聚类字典的SR重构(DD-NE)算法。图像SR重构是利用信号处理方 法来提高图像分辨 率,针对NE算法在空间邻域选取时细节信号易被大幅度信号淹没的问题,对输入图像及邻域 利用聚类字典进行 稀疏分解。从大、小幅值表示系数中分别重构大、小幅度特征子图,保护邻域计算中的小幅 度特征,并将 低分辨率(LR)图像库及输入图像使用聚类字典表示。细节信号以字典原子的形式得到表达 ,空间邻域度 量转换为字典原子间的度量,从而细节特征对邻域的选择更加准确。实验结果表明,相对于 NE算法,本文算法图像SR 重构的峰值信噪比(PSNR)值平均提升了1.1dB,有效改善了重构效果;重构时间仅为NE算法的30.9%。     

基于字典学习的土壤地球化学数据稀疏重构

在土壤地球化学数据的勘察和采集过程中,因为各种客观因素导致数据不完整,这会对后续的研究工作造成一定的影响,因此对数据进行重构是预处理阶段最基本的步骤。基于土壤地球化学数据在自身或在变换域内的稀疏性,建立基于字典学习的土壤地球化学数据重构模型,将数据重构问题转化为稀疏优化问题,可以减少数据重构后的平滑效果,在一定程度上保留土壤地球化学数据在异常区和背景区交界处的结构特征。最后将反距离插值法和稀疏重构算法重构后的数据进行对比,结果表明稀疏重构算法能有效地对土壤地球化学数据进行重构。     

基于张量字典学习的压缩感知视频重构

传统的基于矩阵形式的视频图像重构算法,由于其二维表达矩阵的局限性,在重构过程中降低了相邻帧图像之间的关联性以及图像的重构质量。为了克服该问题,提出一种基于张量字典学习的压缩感知视频重构算法。把视频图像的二维空间特性和一维时间特性映射到三阶张量上,保持了图像的时间特性,增强了图像前后帧之间的相关性。同时在重构视频图像块的过程中,相对于二维矩阵字典,原子的稀疏表达有着更高的自由度,进而提高了重构质量。对张量的计算在傅里叶域中进行,减少了算术运算的次数,缩短了重构时间。通过实验数据以及视觉直观证明,提出的算法重构图像的峰值信噪比较传统方法提高了2～4 dB。     

一种基于先验生成对抗网络的人脸超分辨率重建方法

针对人脸超分辨率算法中图像失真大、缺乏细节特征等问题,提出了一种基于先验知识的人脸超分辨率重建模型。通过在超分网络中加入纹理辅助分支,为重建过程提供额外纹理结构先验,以生成精细的面部纹理,恢复高分辨率纹理图。同时引入级联叠加模块对纹理辅助分支进行反馈。设计特征融合模块,将纹理特征图与超分分支特征图融合,获得更好的纹理细节;将纹理损失融入损失函数,以提高网络恢复纹理细节的能力。4倍放大因子下,该方法的峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise Ratio, PSNR)、结构相似性指数(Structural Similarity Index, SSIM)比现有方法至少提升1.082 5 dB和0.036,无参考图像质量评价(Natural Image Quality Evaluator, NIQE)至少降低1.690 2;8倍放大因子下,该方法的PSNR与SSIM值分别至少提升0.787 5 dB和0.046 85,NIQE值最小降低3.92。     

Image super-resolution reconstruction based on sparse representation and deep learning

Super-resolution reconstruction technology has important scientific significance and application value in the field of image processing by performing image restoration processing on one or more low-resolution images to improve image spatial resolution. Based on the SCSR algorithm and VDSR network, in order to further improve the image reconstruction quality, an image super-resolution reconstruction algorithm combined with multi-residual network and multi-feature SCSR(MRMFSCSR) is proposed. Firstly, at the sparse reconstruction stage, according to the characteristics of image blocks, our algorithm extracts the contour features of non-flat blocks by NSCT transform, extracts the texture features of flat blocks by Gabor transform, then obtains the reconstructed high-resolution (HR) images by using sparse models. Secondly, according to improve the VDSR deep network and introduce the feature fusion idea, the multi-residual network structure (MR) is designed. The reconstructed HR image obtained by the sparse reconstruction stage is used as the input of the MR network structure to optimize the high-frequency detail residual information. Finally, we can obtain a higher quality super-resolution image compared with the SCSR algorithm and the VDSR algorithm.     

基于判别性降维的字典学习在人脸识别中的应用

针对目前大多数人脸识别方法只能单独实施降维或者字典学习而不能完全利用训练样本判别信息的问题,提出了基于判别性降维的字典学习方法,通过联合降维与字典学习使得投影矩阵和字典更好地相互拟合,从而可以获得更高效的人脸分类系统。所提方法的有效性在AR及MPIE两大通用人脸数据库上得到了验证,实验结果表明,相比于几种先进的线性表示方法,所提算法取得了更高的识别率,特别当训练样本数很少的时候,识别效果更佳。     

适用于彩色图像人脸识别的字典学习算法

现有的基于稀疏表示的人脸识别算法在识别前需要将彩色人脸图像转换成灰度人脸图像,这样虽然提高了运算速度,但忽视了不同色彩通道数据本身所包含的信息及它们之间的相关性。为了利用不同通道间相关性,基于标签一致的K奇异值分解（ LC-KSVD)字典学习算法,提出了一种适用于彩色图像人脸识别的字典学习算法。该算法将RGB通道数据顺序排列成列向量,并在稀疏编码的环节中,对正交匹配追踪（ OMP)算法的内积计算准则进行修正,以此提高字典原子的色彩表达能力。在彩色人脸数据库上进行实验,结果表明：所提出的字典学习算法能够有效地提高识别率。     

Supervised within-class-similar discriminative dictionary learning for face recognition

The current study puts forward a supervised within-class-similar discriminative dictionary learning (SCDDL) algorithm for face recognition. Some popular discriminative dictionary learning schemes for recognition tasks always incorporate the linear classification error term into the objective function or make some discriminative restrictions on representation coefficients. In the presented SCDDL algorithm, we propose to directly restrict the representation coefficients to be similar within the same class and simultaneously include the linear classification error term in the supervised dictionary learning scheme to derive a more discriminative dictionary for face recognition. The experimental results on three large well-known face databases suggest that our approach can enhance the fisher ratio of representation coefficients when compared with several dictionary learning algorithms that incorporate linear classifiers. In addition, the learned discriminative dictionary, the large fisher ratio of representation coefficients and the simultaneously learned classifier can improve the recognition rate compared with some state-of-the-art dictionary learning algorithms.     

基于压缩感知的超分辨率图像重建

针对传统的超分辨率(SR)图像重建方法需要多幅亚 像素图像配准带来的配准误差以及高成本问题,本文将目前迅速发展的压缩感知(CS)理论 引入SR成像,利用大多数自然图像普遍具有的稀疏性,提出一种基于CS的单幅图像SR重建方 法, 不需要其它任何额外的信息采集,可以在单次拍摄条件下捕获的充分数据实现图像 的SR重建。模拟实验表明,本文提出的方法在重建效果和重建时间方面显著优于耦合字典学 习(CDT)方法,在主观视觉质量及其客观信噪比(SNR)度量 方面都具有优势,且实现方法较为简单,具有重要的应用前景。