图像超分辨率重建专利技术综述

图像超分辨率重建专利技术综述

许哲

国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心

摘要

图像超分辨率重建技术就是利用一组低质量、低分辨率图像(或运动序列)来产生单幅高质量、高分辨率图像。图像超分辨率重建应用领域及其宽广，在军事，医学，公共安全，计算机视觉等方面都存在着重要的应用前景。在计算机视觉领域，图像超分辨率重建技术有可能使图像实现从检出水平向识别水平的转化，或更进一步实现向细辨水平的转化。图像超分辨率重建技术可以提高图像的识别能力和识别精度。图像超分辨率重建技术可以实现目标物的专注分析，从而可以获取感兴趣区域更高空间分辨率的图像，而不必直接采用数据量巨大的高空间分辨率图像的配置。

关键词

图像；超分辨率；重建；专利申请

0引言

目前超分辨率技术主要有以下两大类：基于重建的方法、基于学习的方法。基于重建的超分辨率方法的基础是均衡及非均衡采样定理。它假设低分辨率的输入采样信号(图像)能很好地预估出原始的高分辨率信号(图像)。绝大多数超分辨率算法都属于这一类，其中主要包括频域法和空域法。基于学习的方法是近年来超分辨率算法研究中的热点，它采用大量的高分辨率图像构造学习库产生学习模型，在对低分辨率图像进行恢复的过程中引入由学习模型获得的先验知识，以得到图像的高频细节，获得较好的图像恢复效果。

1图像超分辨率重建专利申请分析

本文主要利用incoPat对图像超分辨率重建技术专利申请数据进行分析，通过对图像超分辨率重建技术领域专利文献的检索和梳理，对该领域的全球专利申请量趋势、技术申请趋势、技术功效价值度、以及国内主要申请人申请量和国内主要地市专利分布进行了统计分析。

1.1 全球专利申请量趋势

如下图1所示，对图像超分辨率重建技术专利申请进行统计分析，其为近20年全球专利申请量的主要趋势分布，国外发展要早于国内。2008年前，主要是国外对图像超分辨率重建技术进行研究，中国从2005年开始，呈逐渐增长趋势；2012年后，国外的研究趋于平稳，且申请量远低于国内。2016-2021年，国内对图像超分辨率重建技术研究呈现高速发展的趋势，这与中国的经济增长直接相关。

图1  全球申请趋势

1.2技术申请趋势

通过统计分析，如下图2所示，其主要涉及图像超分辨率重建不同技术分支所属IPC分类号小类的申请趋势分布，且集中分布于G06T和G06N两个小类，实质是上述两个小类主要分别涉及图像数据处理、基于特定计算模型的计算机系统，而这正是图像超分辨率重建技术的高频应用范围。

图2  技术申请趋势

1.3技术功效趋势

通过统计分析图像超分辨率重建技术领域的专利申请，如下图3所示，其为图像超分辨率重建的技术功效趋势。其中，速度提高、质量提高、复杂性降低以及精度提高为最主要的技术功效价值度指标，这也反应出速度、质量、复杂性以及精度是图像超分辨率重建的关键技术，其制约着图像超分辨率重建的发展。因此，解决速度、质量、复杂性以及精度问题，能够进一步促进图像超分辨率重建的应用。

图3  技术功效趋势

1.4国内主要申请人申请量

鉴于国内对图像超分辨率重建研究的高速发展，如下图4所示，针对图像超分辨率重建国内主要申请人申请量分布进行统计分析，对图像超分辨率重建技术的研究，国内主要申请人类型包括有大专院校、企业、科研单位和个人。其中，鉴于图像图像超分辨率重建还处于飞速发展的研究阶段，故大专院校对该领域的申请量占比比较大。同时，企业和个人是为了盈利及研究工作而致力于图像超分辨率重建技术，并在一定程度上促进了图像超分辨率重建的发展。

图4  国内主要申请人申请量分布

1.5国内主要地市专利分布

鉴于国内对图像超分辨率重建研究的高速发展，如下图5所示，针对图像超分辨率重建技术的专利分布具有地域性，统计分析了国内主要地市专利分布的情况。其中，北京由于经济的飞速发展，其涉及图像超分辨率重建技术研究的量最大，亦是推动图像超分辨率重建技术革新与应用的主要动力。

图5  国内主要地市专利分布

2结语

本文通过incoPat对图像超分辨率重建技术专利申请数据进行检索、统计和分析，得出以下结论：

针对图像超分辨率重建技术的发展，国外对图像超分辨率重建技术的研究较早，且国内对该领域的研究热度低于国外。然而，随着图像超分辨率重建技术的发展，尤其是在2012年后，国内对该领域研究的申请量远超国外申请量，且主要以高速发展的地市为主要的发展驱动力量。同时，鉴于图像超分辨率重建的技术功效价值度，图像超分辨率重建的速度、质量、复杂性和精度是本领域的研究热点，正是由于上述研究热点的发展方向，进而促使图像超分辨率重建更进一步发展。

参考文献

[1]张良培，沈焕锋，张洪艳等著. 图像超分辨率重建[M]. 北京：科学出版社, 2012.08.

作者简介：许哲，女，硕士，知识产权师，国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心，主要从事图形图像算法研究发明专利申请实质审查。