ارتقاء وضوح تصویر رنگی از روی رشته ای از تصاویر وضوح پایین - فایل ناب

ارتقاء وضوح تصویر رنگی از روی رشته ای از تصاویر وضوح پایین

  • شناسه : 56099
  • فرمت اصلی : docx
  • تعداد صفحات : 135
  • حجم فایل : 9.89 مگابایت
قیمت : 30000 تومان
  • در صورت مغایرت با توضیحات
  • از طریق چت انلاین و واتساپ
  • دانلود سریع پس از خرید فایل
  • در هر زمان با چند کلیک سریع

ارتقاء وضوح تصویر رنگی از روی رشته ای از تصاویر وضوح پایین

در سال­های اخیر، پیشرفت­های گسترده­ای در زمینه­ی سنسورهای تصویر و سیستم­های تصویربرداری دیجیتال صورت گرفته­است، اما هنوز محدودیت­های تئوری و عملی بر روی وضوح تصاویر گرفته شده با این دوربین­ها اثر می­گذارد. تکنیک­های فراتفکیک­پذیری (سوپر رزولوشن) به منظور غلبه بر این محدودیت­ها در سال­های اخیر گسترش یافته­اند. این تکنیک­ها با استفاده از یک و یا چند تصویر کم وضوح، تصویری با وضوح بالاتر ایجاد می ­کنند.

کارهای اخیر در زمینه­ی فراتفکیک­پذیری (که اغلب بر روی تصاویر خاکستری متمرکز شده­است)، به منظور کاهش پیچیدگی محاسباتی و افزایش مقاومت در برابر خطاهای مدل­سازی و نویز انجام شده­است. از سویی دیگر، روش­های موزائیک­ زدایی متعددی به منظور کاهش مصنوعات رنگی، که در نتیجه­ی استفاده از دوربین­های تک CCD است، مطرح شده­است.

در این پایان­نامه، با استفاده از روش­های آماری در پردازش سیگنال، چارچوب مقاومی را برای ترکیب تصاویر کم وضوح به منظور ایجاد تصویری با وضوح بالا پیشنهاد می­دهیم. در این روش، با استفاده از معیار مقاوم به خطا در تابع هدف و تطبیق فرآیند تخمین برای هر تصویر کم وضوح متناسب با دقت پارامترهای مدل و سطح نویز آن، بازسازی مقاومی را ایجاد نموده ­ایم.

همچنین با تعمیم این روش در حوزه­ی رنگ، و ادغام فرآیند تفکیک­پذیری و دموزانیک تصویر، توانسته­ایم علاوه بر افزایش وضوح تصاویر رنگی، موزائیک زدایی تصویر را نیز به طور همزمان انجام دهیم. آزمایش­های انجام شده نیز عملکرد خوب الگوریتم پیشنهادی را در مقابل نویز و خطا تصدیق می­کند.

واژه‌های کلیدی: فراتفکیک ­پذیری، ثبت تصاویر، تخمین-M، تنظیم کننده، موزائیک زدایی تصویر، فیلتر رنگی.

 

 فهرست عناوین

صفحه

1   ‌ فصل اول  مقدمه. 1

1‌.1‌   فراتفکیک­پذیری به عنوان یک مسئله معکوس.... 7

1‌.2‌   فصل بندی پایان نامه. 10

2   فصل دوم مرور کارهای گذشته. 13

2.1‌   مدل سیستم عکسبرداری.. 14

2‌.2‌   فراتفکیک پذیری در حوزه فرکانس.... 16

2‌.3‌   روشهای حوزه فضایی.. 18

2‌.3‌.1‌   درونیابی- بازسازی: روشهای غیرتکراری.. 19

2‌.3‌.2‌   روش های آماری.. 21

2.3.2.1‌  حداکثر احتمال.. 23

2‌.3‌.2‌.2‌   حداکثر احتمال پسین... 25

2.3.2.3‌  بازنشانی- MAP توام. 27

2‌.3‌.3‌   رویکرد طرح­ریزی بر روی مجموعه­های محدب.. 28

2.3.4‌  رویکرد ترکیبی  ML-POCS. 30

3   فصل سوم ارتقاء وضوح تصاویر خاکستری.. 31

3.1‌   ترکیب تصاویر کم وضوح مبتنی بر تخمین- M... 32

3‌.1‌.1‌   چارچوب تخمین M... 32

3‌.1‌.2‌   ترکیب تصاویر مبتنی بر تخمین Half-Quadratic. 40

3‌.1‌.2‌.1‌   محاسبه پارامتر a مطابق با دقت هر فریم.. 42

3‌.1‌.3‌   تنظیم کننده­ها 45

3‌.2‌   روش پیشنهادی جهت ارتقاء وضوح.. 49

3‌.3‌   آزمایش­ها 50

3‌.3‌.1‌   بررسی روش­های متفاوت بازسازی و تاثیر تنظیم کننده­ها 51

3‌.3‌.2‌   ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادی در مقابل خطای ثبت... 52

3‌.3‌.3‌   ارزیابی استحکام روش پیشنهادی در مقابل پرتی­ها 54

3‌.3‌.4‌   پیاده­سازی روش پیشنهادی روی تصاویر واقعی.. 55

4   فصل چهارم ارتقاء وضوح تصاویر رنگی.. 65

4‌.1‌   مروری بر مسائل فراتفکیک­پذیری در تصاویر رنگی و موزائیک زدایی تصویر. 66

4‌.1‌.1‌   فراتفکیک پذیری در تصاویر رنگی.. 66

4‌.1‌.2‌   موزائیک زدایی تصویر. 67

4‌.1‌.3‌   ادغام فراتفکیک­پذیری و موزائیک زدایی در یک فرآیند. 73

4‌.2‌   مدل ریاضی و حل مسئله. 75

4‌.2‌.1‌   مدل ریاضی سیستم عکسبرداری.. 75

4‌.3‌   روش پیشنهادی جهت موزائیک زدایی چند فریمی.. 78

4‌.3‌.1‌   جمله­ی وفاداری.. 80

4‌.3‌.2‌   جمله­ی جریمه­ی روشنایی.. 80

4‌.3‌.3‌   جمله­ی جریمه­ی رنگ... 81

4‌.3‌.4‌   جمله­ی جریمه­ی وابستگی­های رنگی.. 82

4‌.4‌   تابع هزینه کلی.. 83

4‌.5‌   آزمایش­ها 84

4‌.5‌.1‌   بررسی عملکرد الگوریتم پیشنهادی در برابر خطاهای ثبت... 86

4‌.5‌.2‌   بررسی عملکرد الگوریتم پیشنهادی در برابر پرتی­ها 87

5   فصل پنجم جمع­بندی و نتیجه­گیری.. 95

5‌.1‌   نتیجه­گیری.. 96

5‌.2‌   پیشنهادهایی برای کارهای آتی.. 97

منابع و مراجع. 101

پیوست­ها 115

 فهرست اشكال

 

صفحه

شكل 1-1  الگوی وضوح USAF 1951، آزمونی کلاسیک، که برای تعیین وضوح سیستم و حسگرهای تصویربرداری استفاده می­شود [3]. 3

شکل 1-2  ایده اصلی بازسازی فراتفکیک­پذیری از فریم­های کم وضوح. حرکت نسبی فریم­های کم وضوح به اندازه کسری از پیکسل، در بازسازی تصویر وضوح بالا کمک می کند[3]. 5

شکل 1-3  نمایش مثال ساده از مسئله فراتفکیک­پذیری مبتنی بر حرکت. (الف)، تصویر وضوح بالا شامل چهار پیکسل. (ب) -(ه)، تصاویر کم وضوح یک پیکسلی که توسط یک دوربین خیالی گرفته شده است. فرض بر این است که، PSF دوربین مشخص و سطح خاکستری تمام پیکسل­های مرزی صفر است، مقادیر پیکسل­های تصویر وضوح بالا می­توانند دقیقاً از تصاویر کم وضوح تخمین زده شوند[11]. 6

شکل 2-‌‌1  مدل مشاهده یک سیستم تصویربرداری واقعی متناسب با تصویر وضوح بالا به فریم­های مشاهده کم وضوح با حرکت بین صحنه و دوربین [3]. 15

شکل 2-2 رویکرد درونیابی SR مبتنی بر همترازی تصاویر LR  و حذف ماتی تصویر بعنوان فرآیند پس پردازش [3]. 20

شكل 3-1  تاثیر افزایش مقیاس ماتریس روی تصویر 3×3 و ماتریس کاهش مقیاس D روی تصویر متناظر افزایش مقیاس یافته 9×9 (ضریب افزایش وضوح 3 است)[11]. 36

شكل 3-2  (الف) معیار خطاهای Lorentzian، Huber، Leclerc و Tukey’s Biweight در حدآستانه T=50، (ب) توابع نفوذ متناظر  39

شكل3-3  (الف) معیار خطای L1 ،L2 و Half-quadratic، (ب) توابع نفوذ متناظر آن­ها 41

شكل 3-4  (الف) معیار خطای Half-quadratic به ازای مقادیر مختلف a ، (ب) توابع نفوذ متناظر. 42

شکل 3-5  تصاویر اصلی مربوط به (الف) دیسک، (ب) اعلامیه. 56

شكل 3-6  (الف) تصویر اصلی، (ب) یکی از فریم­های کم وضوح، (ج) درون­یابی دوسویه، (د) بازسازی با روش جابجایی و اضافه کردن، (ه) تخمینگر Half-quadratic، (و) روش پیشنهادی.. 57

شكل 3-7  (الف) تصویر اصلی، (ب) یکی از فریم­های کم وضوح، (ج) درون­یابی دوسویه، (د) بازسازی با روش جابجایی و اضافه کردن، (ه) تخمینگر Half-quadratic، (و) روش پیشنهادی.. 58

شكل 3-8  نتایج بدست آمده با اعمال روش­های مختلف بازسازی با در نظر گرفتن خطای ثبت در 8 فریم انتهایی. (الف) L2+تیخونوف، (ب) L1+BTV، (ج) Huber+BTV، (د) روش پیشنهادی.. 59

شكل 3-9  (الف) منحنی Ek برای فریم­های کم وضوح که در 8 فریم انتهایی دارای خطای ثبت می­باشند، (ب) منحنی ak با استفاده از روش پیشنهادی. 60

شكل 3-10  توابع نفوذ تخمینگر Half-quadratic با در نظر گرفتن مقادیر مختلف ak برای 5 فریم. منحنی­های فیروزه­ای و بنفش بترتیب متناظر با فریمLR#14 و فریمLR#16 هستندکه درگیر خطای ثبت می­باشند. 60

شكل 3-11  منحنی مقادیر PSNR متناظر با روشهای مختلف و سطوح مختلف نویز. (الف) در صورتی­که نیمی از فریم­ها درگیر نویز باشند، (ب) در صورتی­که تمامی فریم­ها درگیر نویز باشند. 61

شكل 3-12  نتایج بازسازی تصویر با روشهای مختلف، در صورتی­که تمامی فریم­ها با نویز 20%  آلوده شده باشند. (الف) یکی از فریم­های کم وضوح با نویز 20%، (ب) L2+تیخونوف، (ج)L1+BTV، (د)Huber+BTV، (ه) روش مطرح شده در[80]، (و) روش پیشنهادی   62

شكل 3-13  (الف) یکی از فریم­های کم وضوح، (ب) بازسازی تصویر با روش درونیابی دوسویه، (ج) L2+تیخونوف،  (د) L1+BTV ، (ه) Huber+BTV، (و) روش پیشنهادی. 63

شكل 3-14 (الف) یکی از فریم­های کم وضوح ، (ب) بازسازی تصویر با روش درونیابی دوسویه، (ج) L2+تیخونوف،  (د) L1+BTV ، (ه) Huber+BTV، (و) روش پیشنهادی. 64

شكل 4-1  (الف) فیلتر رنگی با الگوی بایر در حالت 1-CCD، (ب) آرایه حسگر 3-CCD... 68

شكل 4-2  اصول درونیابی خطی در الگوریتم موزائیک زدایی تک فریمی. (الف) قرمز، (ب) سبز، (ج) آبی.. 69

شكل 4-3  (الف) تصویر با وضوح بالا گرفته شده با دوربین 3-CCD. (ب) تصویر کاهش مقیاس یافته با ضریب 4 . (ج) تصویری که  ابتدا توسط فیلتر گوسی مات می­شود و سپس با ضریب 4 کاهش مقیاس داده می­شود. تصاویر (الف)، (ب) و (ج) با روش [125] موزائیک زدایی شده­اند و نتیجه­ی آن­ها به ترتیب در شکل­های (د)، (ه) و(و) نشان داده شده است. 72

شكل 4-4  مثالی از فرآیند جابجایی و اضافه کردن. تصویر رنگی ورودی با ضریب r=2 افزایش مقیاس می­یابد، و متناظر با معکوس ماتریس حرکت، جابجا می­شود. تصویر جابجا شده با سایر فریم­هایی که آپسمپل و جابجا شدهاند، جمع می­شود[130]. 74

شكل 4-‌‌5  نمودار مستطیلی مدل ریاضی تصویر که در این فصل در نظر گرفته می­شود.  x تصویر اصلی ، v نویز افزوده و y  تصویر کم وضوح فیلتر شده است. عملگرهای F،  H، D و A به ترتیب فرآیندهای انحراف، ماتی، کاهش مقیاس و فیلتر رنگی هستند. 76

شكل 4-6  نمایش نمودار مستطیلی رویکرد کلاسیک در بازسازی چندفریمی تصاویر رنگی.. 78

شكل 4‌-7  نمایش نمودار مستطیلی رویکرد مستقیم در بازسازی چندفریمی تصاویر رنگی.. 79

شكل 4‌-8  (الف) تصویر اصلی، (ب) یکی از فریم­های کم وضوح فیلتر شده با الگوی بایر. 87

شكل 4-9  (الف) نتیجه­ی موزائیک زدایی یکی از فریم­های کم وضوح که با روش [123]، (ب) نتیجه­ی موزائیک زدایی یکی از فریم­های کم وضوح که با روش [125]، (ج) نتیجه­ی اعمال روش فراتفکیک­پذیری خاکستری (معادله­ی 3-30) روی فریم­های کم وضوح موزائیک زدایی شده با روش [123]، (د) نتیجه­ی اعمال روش فراتفکیک­پذیری خاکستری (معادله­ی 3-30) روی فریم­های کم وضوح موزائیک زدایی شده با روش [125]. 88

شكل 4‌-10  (الف) تصویر بدست آمده با روش جابجایی و اضافه کردن، (ب) بازسازی تصویر با روش [115]،  (ج) تصویر حاصل از پیاده­سازی روش پیشنهادی روی داده­های خام در صورتی­که مقدار اولیه با درون­یابی دو سویه از اولین فریم  کم وضوح موزائیک زدایی شده با روش [125] باشد، (د)  تصویر حاصل از پیاده­سازی روش پیشنهادی روی داده­های خام در صورتیکه تصویر حاصل از روش جابجایی و اضافه کردن به عنوان مقدار اولیه استفاده شود. 89

شكل 4-11  بزرگ نمایی بخشی از تصویر در لایه روشنایی، (الف) روش [115]، (ب) روش پیشنهادی.. 90

شكل 4-12  رسم مقادیر ak برای هر سه باند رنگی در صورتی­که 5 فریم انتهایی دارای خطای ثبت باشد. 90

شكل 4‌-13  بازسازی تصویر در صورتی­که در 5 فریم انتهایی خطای ثبت ایجاد شود، (الف) روش [115]، (ب) روش پیشنهای، (ج) بزرگنمایی بخش از تصویر (الف)، (د) بزرگنمایی بخش از تصویر (ب) 91

شكل 4‌-14  نتایج بازسازی تصویر در صورتی­که نیمی از فریم­های کم وضوح به نویز فلفل و نمک با سطوح متفاوت آلوده باشند، (الف) روش [115] در حضور سطح نویز 5%، (ب) روش پیشنهادی با در حضور سطح نویز 5%، (ج) روش [115] در حضور سطح نویز 10%، (د) روش پیشنهادی در حضور سطح نویز 10%، (ه) روش [115] در حضور سطح نویز 20%، (و) روش پیشنهادی در حضور سطح نویز 20%  93

 

فهرست جداول

صفحه

جدول 3-1  بردارهای حرکت (درشبکه LR) استفاده شده برای ایجاد فریم­های کم وضوح.. 53

جدول 3-2  بردارهای نادرست حرکت (درشبکه LR) که برای شبیه­سازی اثر خطای ثبت استفاده می­شود. 53

    قیمت : 30000 تومان

    خرید و دانلود

    • ارتقاء وضوح تصویر رنگی از روی رشته ای از تصاویر وضوح پایین

    • شناسه محصول :56099
    • موضوع : مخابرات
    • فرمت اصلی فایل : docx
    • تعداد صفحات : 135
    • حجم فایل: 9.89 مگابایت
برای دانلود فایل کافیه روی دکمه "خرید و دانلود" کلیک کنید تا صفحه "پیش فاکتور خرید" برای شما باز بشه و توی این صفحه مشخصات خودتون رو با دقت ثبت کنید و روی دکمه "پرداخت آنلاین" کلیک کنید و بعد از اینکه توی صفحه بانک مشخصات کارت بانکی خودتون رو ثبت کردید و پرداخت انجام شد ، صفحه دانلود فایل باز میشه و می تونید فایل مورد نظر رو همراه با فایل هدیه به راحتی دانلود کنید.
توی سایت فایل ناب برای هر خریدار یک فایل هدیه در نظر گرفتیم که بلافاصله بعد از اولین خرید ، این فایل رو هم می تونید به راحتی دانلود کنید. لینک دانلود این فایل به همراه لینک دانلود فایل خریداری شده ، بعد از پرداخت به شما نمایش داده میشه. عنوان فایل هدیه "چطور محصولات آموزشی پرفروش بسازیم" هست که قیمتش 29000 تومنه و بصورت رایگان در اختیار شما قرار داده میشه.
بله. بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین ، صفحه دانلود فایل برای شما نمایش داده میشه و می تونید اون فایل رو به راحتی دانلود کنید.
در سایت فایل ناب چند روش پشتیبانی رو برای راحتی شما در نظر گرفتیم تا با سرعت بیشتری به پیام های شما رسیدگی کنیم. برای دریافت سریع فایل می تونید از طریق پشتیبانی آنلاین و یا از طریق شماره های 09192682620 و 09909964245 در واتساپ با ما در ارتباط باشید و ایمیل و شماره همراهی که در زمان خرید ثبت کردید رو ارسال کنید تا فایل رو برای شما بفرستیم. همچنین می تونید از فرم تماس با ما و یا از طریق تیکت در حساب کاربری خودتون این مشخصات رو برای ما ارسال کنید تا فایل رو به ایمیل شما بفرستیم.
اگه فایل با توضیحات همخوانی نداره کافیه از طریق تیکت این موضوع رو به ما اطلاع بدید. ما فایل رو بررسی میکنیم و یا فایل اصلی رو به ایمیل شما میفرستیم و یا اینکه هزینه ای که پرداخت کردید رو به حسابتون برگشت میزنیم. توضیحات کامل تر در این خصوص رو می تونید توی صفحه "راهنمای خرید و دانلود" مطالعه کنید.
برای اینکه در زمان پرداخت آنلاین به مشکل برخورد نکنید باید V P N خاموش باشه و از مرورگرهای موزیلا فایرفاکس و کروم استفاده کنید. و ضمنا در صفحه "پیش فاکتور خرید" مشخصات خودتون رو به شکل صحیح وارد کنید. این موضوع رو در نوشتن ایمیل هم در نظر داشته باشید که ایمیلی که فعال هست و بهش دسترسی دارید رو بنویسید. ایمیل صحیح به این شکله filenab.com@gmail.com