Modificação no termo de regularização realçando os elementos de borda do modelo autorregressivo simultâneo de super-resolução multiframe
| dc.contributor.advisor1 | Salles, Evandro Ottoni Teatini | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000000282873045 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5893731382102675 | |
| dc.contributor.author | Campana, Vitor Faical | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0001-6015-937X | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/4448287274372321 | |
| dc.contributor.referee1 | Filho, Mario Sarcinelli | |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000000276968996 | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3459331011913021 | |
| dc.contributor.referee2 | Ling, Lee Luan | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/ | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/1616903163942694 | |
| dc.contributor.referee3 | Junior, Hilario Seibel | |
| dc.contributor.referee3ID | https://orcid.org/0000-0003-0099-6760 | |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/8155773475663050 | |
| dc.contributor.referee4 | Facon, Jacques | |
| dc.date.accessioned | 2024-05-29T22:11:59Z | |
| dc.date.available | 2024-05-29T22:11:59Z | |
| dc.date.issued | 2019-05-31 | |
| dc.description.abstract | There are several methods of super-resolution in the literature, based on increasing the resolution of the image from a single low resolution image (single-frame) or from a set of low resolution image (multiframe). This work studies a method of multiframe super-resolution, especifically the method called simultaneous autoregressive (SAR), which is based on the variational Bayesian inference approach. Following this study, a modification of this method is proposed, which includes a high-order statistical fractal descriptor in its formulation. This modification causes a change in the a priori distribution model of the SAR method. More precisely, it is proposed to use the descriptor Local Morphologic Multifractal Exponent (LMME) to estimate the hyperparameters of the probability distribution function which represents the high resolution (HR) image. Due to the texture sensitivity feature of the LMME, the estimated HR images showed good improvements in their edge elements and detail regions when compared to images generated by the original SAR model, while mitigating unwanted noise. The proposed modification was also extended to the model combining the SAR method with the ℓ1–norm. A comparison using peak-signal-to-noise ratio (PSNR) and structural similarity index (SSIM) metrics is presented to measure the quality of the HR images estimated by the proposed methods in relation to others presented in the literature, within the multiframe approach. As a result, the use of the LMME descriptor presented better adjustments of the parameters of the estimation distributions of the restored images, reflected in the values of PSNR and SSIM obtained in the experiments using low resolution images with moderate levels of noise (SNR of 30 dB and 40 dB). In addition, the use of the LMME descriptor in the SAR model made the Expectation and Maximization (EM) algorithm converge in a smaller number of iterations. | |
| dc.description.resumo | Na literatura existem vários métodos de super-resolução, métodos esses baseados em aumentar a resolução da imagem a partir de uma única imagem de baixa resolução (single-frame) ou a partir de um conjunto de imagens de baixa resolução (multiframe). Este trabalho apresenta o estudo de um método de super-resolução multiframe, o método denominado simultaneous autoregressive (SAR), que é baseado na abordagem de inferência Bayesiana variacional. Seguindo esse estudo, uma proposta de modificação desse método é apresentada, incluindo um descritor fractal estatístico de alta ordem em sua formulação. Essa modificação provoca uma alteração no modelo da distribuição a priori do método SAR. Mais precisamente, é proposta a utilização do descritor Local Morphologic Multi fractal Exponent (LMME) para determinar a estimativa de hiperparâmetros da função de distribuição de probabilidade representando a imagem de alta resolução (HR). Devido à característica de sensibilidade de texturas do LMME, as imagens HR estimadas mostraram melhoria em seus elementos de borda e regiões de detalhes quando comparadas às imagens geradas pelo modelo SAR original, ao mesmo tempo em que mitigam o ruído indesejado. A modificação proposta também foi estendida para o modelo que combina o método SAR com a norma-ℓ1. Uma comparação utilizando as métricas de relação sinal-ruído de pico (PSNR) e índice de similaridade estrutural (SSIM) é apresentada para medir a qualidade das imagens HR estimadas pelos métodos propostos em relação a outros apresentados na literatura, dentro da abordagem multiframe. Como resultado, o uso do descritor LMME apresentou melhores ajustes dos parâmetros das distribuições de estimação das imagens restauradas, refletidos nos valores de PSNR e SSIM obtidos nos experimentos utilizando imagens de baixa resolução com níveis moderados de ruído (SNR de 30 dB e 40 dB). Além disso, o uso do descritor LMME no modelo SAR fez com que o algoritmo Expectation and Maximization (EM) convergisse em menos iterações. | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/13664 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Doutorado em Engenharia Elétrica | |
| dc.publisher.department | Centro Tecnológico | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Processamento de imagens | |
| dc.subject | Super-resolução | |
| dc.subject | Multiframe | |
| dc.subject | Inferênia Bayesiana variacional | |
| dc.subject | SAR | |
| dc.subject | Descritor fractal estatístico | |
| dc.subject | Regularização | |
| dc.subject | Image processing | |
| dc.subject | Super-resolution | |
| dc.subject | Multiframe | |
| dc.subject | Variational Bayesian inference | |
| dc.subject | Statistical fractal descriptor | |
| dc.subject | Regularization | |
| dc.subject.br-rjbn | subject.br-rjbn | |
| dc.subject.cnpq | Engenharia Elétrica | |
| dc.title | Modificação no termo de regularização realçando os elementos de borda do modelo autorregressivo simultâneo de super-resolução multiframe | |
| dc.title.alternative | title.alternative | |
| dc.type | doctoralThesis |
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