ウィンドウ処理のコンテキストでの超解像とは何ですか?


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DSP / DIPのコンテキストで、超解像とは何かを理解しようとしています。最大化/最小化されている基準とその理由

私のオンライン検索のほとんどは光学物理学の観点から超解像技術を生み出していますが、私はそれらが画像処理や一部のドップラーレーダー処理でも使用されていることを偶然に知っています。

私が覚えているSuper-Resの特定の例の1つは、メインローブがボックスカーの幅と同じ幅でありながら、ハミングウィンドウのようにサイドローブが非常に低く高速に低下するウィンドウ関数の設計でした。この意味で、「スーパー解像度」は、メインローブの幅が狭く、ダイナミックレンジが非常に高いため、互いに非常に近い周波数を解決できるという事実に由来しています。これは本当に超解像度と同じですか?

(おそらく)それをノイズ除去やスパース性追求の形に例えているという説明はありますか?それともまったく別の動物ですか?


両方の最適化基準は、信号の固有の物理構造の結果ではありませんか?つまり、物理現象が適切なスパース表現を持っている場合にのみ、スパースソリューションを検索できますか?すべてのSR手法は、信号を強化するために使用されるデータを関連付ける物理モデルを想定する必要があります。
nimrodm

@nimrodm「super-res」の別の例を思い出したところ、質問に追加しました。
Spacey、

私は議論したくありませんが、一般的には、追加情報がないと、一般的な場合に信号の解像度を上げる方法はありません。たとえば、帯域制限された信号がナイキストレート未満でサンプリングされた場合、さらに詳しい情報がわからない限り、信号を再構築する方法はありません。つまり、私にとってSRとは、以前の(たとえば、基礎となる物理現象による)または追加のサンプルデータを使用して、元のノイズのない信号のMAP推定を意味します。
nimrodm

@nimrodm私が現在考えている方法ですが、アプリオリな情報がない場合、周波数分解能とダイナミックレンジを交換するために使用できるさまざまなウィンドウ関数があります。演繹的な知識がないというこの制約の下で、超解像のようなものはありますか?たぶん、そうでないかもしれませんが、わかりません。対照的に、おそらく超解像度は、事前の知識がわかっている場合にのみ適用できますか?次に、あなたが述べたように、MAP推定を使用できます。しかし、私にはわかりませんが、これは私が抱えている混乱の一部です。
Spacey

回答:


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超解像という用語は、今日非常に緩く使用されています。しかし、私は次の問題が元のアイデアだったと思います、または少なくとも、この用語を有名にしたものです。

シーンとそのシーンのいくつかの観測、つまり、ビデオのいくつかのフレーム間にわずかなカメラの動きがあると仮定します。超解像アルゴリズムは、これらのいくつかの観察を1つの高解像度画像に結合します。各観測には他の観測には存在しない固有の情報が含まれている可能性があるため、これは可能です。

特定のフレームをキーフレームと考える場合、アプリオリ(または追加)の情報が他のフレームに存在するため、このプロセスはMAP推定として解釈できます。

さらに、ソリューションを正則化するための追加情報として自然画像統計を使用できます。全変動正則化は、広く使用されている手法です。

Park 2003の論文をお勧めします。


ダニエルに感謝します。そのような手法は、たとえばドップラーレーダー画像に容易に拡張できるのではないでしょうか。
スペイシー

たぶんそうです。しかし、ドップラーレーダーについては、SAR(合成開口レーダー)や通信技術(MIMO、SIMOなど)が解像度を高めるためのより適切なアプローチだと思います。
ダニエルR.ピパ
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