High performance frame selection algorithm for gray-level frames within the framework of multi-frame super-resolution

Negin Ghasemi-Falavarjani

doi:10.1016/j.dsp.2025.105217

2025-05-15

PRE

Negin Ghasemi-Falavarjani

Payman Moallem *

Akbar Rahimi

DOI：10.1016/j.dsp.2025.105217

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摘要

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多帧图像超分辨率是一种高效但昂贵且资源密集型的图像重建技术，需要为数据存储分配大量内存。为减轻多帧图像超分辨率算法固有的计算负担，一种战略方法是忽略冗余帧以削减处理负载。本研究中，我们提出了一种新颖的帧选择算法，专门用于确定最优的最小帧数。该方法在确保重建高分辨率（HR）图像保真度的同时，显著缓解了超分辨率过程的程序复杂度和内存需求。我们提出的帧选择方法基于多通道采样、参考帧选择以及信噪比下限的最大化。具体而言，我们的方法通过两种基于优先级搜索的优化算法实现。第一种算法通过探索涵盖所有可行期望位置的事先定义域，识别具有最大非空通道数的情况。在第二种算法中，处理过程涉及针对任何已发现情况中的任何通道，确定与最小平移函数模型噪声相关联的帧。随后计算每种情况的总噪声。我们确定总噪声最小的最优情况及其对应的帧集合。实验结果表明，所提方法在缓解超分辨率复杂性的同时，能够生成高保真HR图像，其质量与或优于完整帧集生成的图像。与现有超分辨率（SR）算法的对比分析表明，所提方法具有卓越的速度和极低的计算开销，使其在运行时间几乎可以忽略不计的情况下表现出极高的效率。

Keyword:

Multi-frame super-resolution

Frame selection

Multi-channel images