改進的頻域內亞像素級旋轉角估計方法

張永亮，劉哲，郝珉慧，張鶴妮

西北工業大學 理學院，西安 710129

改進的頻域內亞像素級旋轉角估計方法

張永亮，劉哲，郝珉慧，張鶴妮

西北工業大學 理學院，西安 710129

1 引言

由于高分辨率具有更多關鍵的細節信息，因而人們期望獲得高分辨率圖像。依靠提高圖像傳感器分辨率的方法獲得高分辨率圖像，會受到硬件條件和經濟成本的限制。一種具有應用前景的解決方法是運用超分辨率重構技術。超分辨率重構是指采用信號處理技術通過多幀低分辨率圖像（Low-Resolution，LR）獲得一幀高分辨率圖像（High-Resolution，HR），即將針對同一場景的、彼此含有不同信息的、多幀低分辨率圖像合成為一幀高分辨率圖像。Borman[1]和Park[2]等概述了超分辨率圖像重構算法。

超分辨率重構一般包括圖像配準（參數估計）、圖像重構兩個步驟。圖像配準的精度一般要求到達亞像素級。其中運動參數估計一般包括平移參數估計（shift estimation）和旋轉角參數估計（rotation estimation）。如果運動參數估計誤差較大，重構的高分辨率圖像的質量會嚴重下降。因此，精確的亞像素級運動參數估計對于整個超分辨率重構算法是至關重要的。

研究者在圖像亞像素配準方面已經做了很多工作，提出了很多配準算法[3-5]。Keren等提出了空域內亞像素級運動參數估計方法[6]；Reddy和Kim等提出了頻域內亞像素級運動參數估計方法[7-9]；Vandewalle等提出了頻域內運動參數估計的方法，配準的精度和時間效率較空域內的方法有明顯的提高[10]，并且驗證了該方法的魯棒性。

但是，基于頻域的旋轉角估計的方法在旋轉角比較小（比如小于1°）時，估計的誤差往往較大。……