Các nghiên cứu đã cho thấy tập trung ở hai hướng, siêu phân giải ảnh video đơn frame và siêu phân giải ảnh video đa frame, như được phân loại ở Hình 1.9. Về bản chất, các kỹ thuật siêu phân giải đơn frame chỉ là hình thức phóng đại không gian hình ảnh, chứ không nâng cao nội hàm giá trị thông tin chi tiết ảnh. Các kỹ thuật siêu phân giải đơn frame tập trung ở hai hướng tiếp cận: trong miền không gian và trong miền tần số. Trong miền không gian, các tác giả sử dụng các phương pháp số học như: linear, cubic, ... hay các phương pháp thống kê xác suất để nội suy không gian. Trong miền tần số, về bản chất các tác giả sử dụng các hàm lọc theo hướng để nội suy trong miền Fourier hay Wavelets các ảnh thành phần. Sau đó kết hợp chúng với các trọng số thích nghi theo hướng để tạo ra ảnh HR.
Hình 1. 9. Phân loại các kỹthuật siêu phân giảiảnh
Các kỹ thuật siêu phân giải video đa frame khai thác thông tin bổ khuyết giữa các frame trong quá trình lấy mẫu để khôi phục tái tạo ra frame ảnh có độ phân giải cao hơn. Do đó, siêu phân giải video đa frame cho phép nâng cao hơn giá trị nội hàm lượng thông tin so với các kỹ thuật siêu phân giải video đơn frame.
Trong kỹ thuật siêu phân giải video đa frame, được phân ra hai loại, siêu phân giải video tĩnh đa frame và siêu phân giải video động đa frame. Với kỹ thuật siêu phân giải
video tĩnh đa frame, khai thác sự chuyển động đồng bộ của các frame để giải bài toán xác nhận. Trong khi đó với video động, chuyển động giữa các frame bao gồm: chuyển động toàn cục và chuyển động tùy ý của các chi tiết ảnh (gây ra chuyển động không đồng bộ của toàn ảnh). Vì thế các kỹ thuật siêu phân giải video động đa frame chỉ thực hiện xác nhận cho từng block điểm ảnh. Do đó, về logic, siêu phân giải đa frame tĩnh có khối lượng dữ liệu đầu vào xác nhận lớn và đồng bộ, nên việc giải bài toán xác nhận sẽ cho kết quả chính xác hơn so với phương pháp siêu phân giải video động đa frame. Hay nói cách khác, các kỹ thuật siêu phân giải video tĩnh đa frame có nhiều tiềm năng khôi phục ra các frame ảnh HR với chất lượng tốt hơn so với các kỹ thuật siêu phân giải video động đa frame.
Nhìn chung, các nghiên cứu về siêu phân giải video ở hiện trạng đã thể hiện ở nhiều góc độ nghiên cứu khác nhau, với từng đặc điểm của loại ảnh video. Tuy nhiên cho đến nay các nghiên cứu vẫn có những hạn chế nhất định về chất lượng, do việc đặt và giải quyết vấn đề ở những góc độ và đặc điểm riêng của thông tin hình ảnh video. Dẫn đến việc ứng dụng siêu phân giải video trong thực tế chưa mạnh. Ta có thể thấy qua việc sử dụng các phần mềm siêu phân giải Photoshop, Video Enhancer,...
1.4.3.1 Hiệu quả ứng dụng của siêu phân giải video đơn frame
Siêu phân giải đơn frame là hình thức phóng đại không gian hình ảnh để người xem nhìn rõ hơn. Thuật toán xử lý siêu phân giải đơn frame, nên khối lượng dữ liệu ngõ vào ít hơn so với xử lý siêu phân giải đa frame. Nên về logic, thời gian xử lý của các kỹ thuật siêu phân giải đơn frame sẽ ngắn hơn nhiều hơn so với thời gian xử lý của các kỹ thuật siêu phân giải đa frame. Do đó, hướng siêu phân giải đơn frame thích hợp cho các ứng dụng thương mại. Vì trong thương mại các chi tiết hiển thị trong ảnh video không đòi hỏi phải có độ chính xác cao, nhưng đòi hỏi hình ảnh thu được phải có độ trơn và độ nét hợp thị hiếu người xem và thuật toán siêu phân giải phải đáp ứng khả năng xử lý với thời gian chấp nhận được.
1.4.3.2 Hiệu quả ứng dụng của siêu phân giải video đa frame
Về mặt logic, siêu phân giải đa frame có nhiều tiềm năng hơn siêu phân giải đơn frame, vì nó cho phép nâng cao hơn giá trị nội hàm lượng thông tin so với frame ảnh ban đầu. Trong khi siêu phân giải theo hướng đơn frame thì không thể làm được điều
đó. Ưu điểm rất mạnh này làm cho kỹ thuật siêu phân giải đa frame rất thích hợp cho các ứng dụng đặc thù về điều tra (survey) nội dung hình ảnh. Ví dụ: trong an ninh quốc phòng, ta cần quan sát rõ chi tiết hiện trường vụ án hay chi tiết mục tiêu; trong y tế, ta cần quan sát rõ chi tiết vùng bệnh lý để chẩn đoán bệnh; hay trong thiên văn học, ta cần quan sát rõ chi tiết của vũ trụ, ...
Tuy nhiên, siêu phân giải đa frame lại có hạn chế về chất lượng khôi phục tại những vùng ảnh có sự chuyển động của các chi tiết là bất đồng bộ trong vùng không gian ảnh (frame/block) được sử dụng cho xác nhận ảnh. Khi đó thuật toán siêu phân giải đa frame sẽ loại bỏ vùng (frame/block) bất đồng bộ này, xem như chúng không được sử dụng để khôi phục vùng (frame/block) ban đầu. Lúc đó, bắt buộc ta phải dùng kỹ thuật siêu phân giải video đơn frame để khôi phục ảnh HR cho những vùng bị lỗi chi tiết chuyển động này.