We address the ambiguities in the super-resolution problem under translation. We demonstrate that combinations of low-resolution images at different scales can be used to make the super-resolution problem well posed. Such differences in scale can be achieved using sensors with different pixel sizes (as demonstrated here) or by varying the effective pixel size through changes in optical magnification (e.g., using a zoom lens). We show that images acquired with pairwise coprime pixel sizes lead to a system with a stable inverse, and furthermore, that super-resolution images can be reconstructed efficiently using Fourier domain techniques or iterative least squares methods. Our mathematical analysis provides an expression for the expected error of the least squares reconstruction for large signals assuming i.i.d. noise that elucidates the noise-resolution tradeoff. These results are validated through both one- and two-dimensional experiments that leverage charge-coupled device (CCD) hardware binning to explore reconstructions over a large range of effective pixel sizes. Finally, two-dimensional reconstructions for a series of targets are used to demonstrate the advantages of multiscale super-resolution, and implications of these results for common imaging systems are discussed.


翻译:我们解决了平移不变性下超分辨率问题中的模糊性。研究表明,不同尺度的低分辨率图像组合可使超分辨率问题具有适定性。这种尺度差异可通过不同像素尺寸的传感器(本文已验证)或通过改变光学放大倍数(如使用变焦镜头)调整有效像素尺寸来实现。我们证明,采用两两互质像素尺寸采集的图像可构建具有稳定逆变换的系统,且通过傅里叶域技术或迭代最小二乘法可高效重建超分辨率图像。数学分析给出了在大信号且噪声独立同分布假设下最小二乘重建的期望误差表达式,阐明了噪声-分辨率权衡关系。通过一维和二维实验验证了上述结果,实验利用电荷耦合器件(CCD)硬件像素合并技术探索了大范围有效像素尺寸下的重建效果。最后,以系列目标物的二维重建为例,论证了多尺度超分辨率的优势,并讨论了这些结果对常见成像系统的启示。

0
下载
关闭预览

相关内容

扩散模型图像超分辨率等综述
专知会员服务
25+阅读 · 2024年1月2日
深度学习视频超分辨率技术概述
专知会员服务
38+阅读 · 2022年7月18日
基于深度学习的视频超分辨率重构进展综述
专知会员服务
19+阅读 · 2022年3月7日
专知会员服务
29+阅读 · 2021年9月6日
专知会员服务
34+阅读 · 2021年2月7日
CVPR 2019 | 神奇的超分辨率算法DPSR:应对图像模糊降质
计算机视觉life
16+阅读 · 2019年4月25日
基于深度学习的图像超分辨率最新进展与趋势【附PDF】
人工智能前沿讲习班
15+阅读 · 2019年2月27日
深度学习图像超分辨率最新综述:从模型到应用
炼数成金订阅号
65+阅读 · 2019年2月20日
超像素、语义分割、实例分割、全景分割 傻傻分不清?
计算机视觉life
19+阅读 · 2018年11月27日
深度学习之图像超分辨重建技术
机器学习研究会
12+阅读 · 2018年3月24日
一文概览基于深度学习的超分辨率重建架构
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 4月20日
VIP会员
相关主题
最新内容
认知战与交战性质的改变:神经战略视角
专知会员服务
5+阅读 · 5月8日
人工智能如何变革军事C5ISR作战
专知会员服务
12+阅读 · 5月8日
相关基金
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员