一种分辨率增强设备包括：获取第一图像的单元；对所述第一图像进行边缘加强以获得第二图像的单元；使用所述第一图像和所述第二图像中的一个，以作为小于相邻像素之间的间隔的单位的子像素单位的精度，检测对应于图像区域的点的单元；当所述第二像素中的一个被作为关注的像素时，将所述第二图像的第二值的每一个设置为在各点的辉度值的样本值的单元；将所述第一图像扩大为包括比所述第一图像更大数目的第三像素的高分辨率图像的单元；以及在减小在所述点采样的辉度值和所述样本值之间的误差的方向上加上或减去所述高分辨率图像中的第三值执行值转换的单元。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，其将由拍摄设备获取或由电视机接收到的图像数 据转换为具有更高分辨率的图像数据。
技术介绍
具有大量像素，B卩，高分辨率的电视机和显示器，是非常流行的。当显示图像时，电 视机或显示器将图像数据的像素数转换为面板的像素数。尤其，在增加像素数的分辨率增 强转换中，多帧劣化逆转换方法(multi-frame degradation inverse conversion)是获 得比线性内插法更清晰的图像的方法(例如，见JP-A 2000-188680 (K0KAI)(第3-7页， 图 22)， 禾口 S. Park 等"Super-Resolution Image Reconstruction: A technical Overview, " IEEE Signal Processing Magazine, USA， IEEE， 2003年5月，第21-36页)。多帧退化逆转换方法注意到出现在基准帧中的对象也出现在另一帧中的事实，以像素 间隔以下的高精度检测对象的运动，这样通过计算其位置从对象的同一局部部分偏离微小 的多个样本值提高分辨率。多帧退化逆转换方法将在下面更详细地说明。此方法顺序地将低分辨率帧的时间序列 转换为高分辨率的帧。例如，通过获取移动的汽车获得的运动图像的三个时序帧被用作低 分辨率图像，并且使用这三个帧中的一个帧作为基准帧而实现分辨率增强。例如，此帧的 分辨率在垂直方向上被增强至X2并且在水平方向上被增强至X2。相对于未知的高分辨率 图像的像素，低分辨率图像的像素，SP，已知的样本值是稀疏的。在此状态，可以估计高分辨率图像的像素值。然而，当已知的样本值数预先增加时，可以获得更精确的高分辨率 图像。为了此目的，多帧退化逆转换方法检测在基准帧之外的低分辨率图像的给定像素位 置出现的对象在基准帧的图像面中的位置，并且使用那个像素值作为在基准帧中的对应点 的样本值。 更具体地说，例如，从低分辨率图像提取包括作为中心的给定像素并且其一侧由多个 像素限定的正方形块，并且对于具有与此块同样的尺寸并包括与提取的块的像素值接近的 像素值的部分搜索基准帧。此搜索以子像素精度被进行(例如，见Shimizu和Okutomi， "Significance and Attributes of Sub-Pixel Estimation on Area-Based Matching", The transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, D-II, the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 2002年12月，85巻，第12期，第1791-1800页)。找到的对应块的中心被 定义为对应点。用这样的方式，对应于另一帧的图像面的点A与对应于基准帧的图像面的 点B作为同一对象的同一位置相联系。此联系用具有作为起点的点A和作为终点的点B的 运动矢量表示。因为该搜索以子像素精度被执行，通常运动矢量的起点在像素位置上，而 终点在不存在像素的位置上。对于所有的低分辨率图像的像素计算这样的运动矢量，并且 对于其它的低分辨率图像类似地检测向具有每一个像素作为起点的基准帧的运动矢量。接 下来，起点的像素值被分配作为在各运动矢量的终点的样本值。最后，从非均匀地分配的 样本值计算均匀地分配的高分辨率图像的像素值。作为此方案，已知非均匀的内插法 (nonuniform interpolation) ， P0CS方法，等等(例如，见JP-A 2000-188680 (KOKAI) (第3-7页，图22)，禾口S. Park等"Super-Resolution Image Reconstruction: A technical Overview, " IEEE Signal Processing Magazine, USA， IEEE, 2003年5月，第21-36 页)。如上所述，多帧退化逆转换方法可以在用拍摄设备获取的图像没有任何改变被输入的 时候可以产生清晰的高分辨率图像。然而，在由拍摄设备采样然后经过图像压縮，噪声去 除滤波，等如接收的电视图像的图像被输入的时候，因为像素值已经从样本值改变，因此 该方法不能产生足够清晰的图像
技术实现思路
按照本专利技术的一个方面，提供有分辨率增强设备，其包含获取单元，其被配置为从 图像源获取第一低分辨率图像，其中包括在所述第一低分辨率图像的图像面内的第一像素 的位置处的辉度值被表示为第一像素值；加强单元，其被配置为对所述第一低分辨率图像 进行边缘加强处理以获得第二低分辨率图像；低检测单元，其被配置为使用第一低分辨率 图像和第二低分辨率图像中的一个，以作为小于相邻像素之间的间隔的单位的子像素单位 的精度，检测每一个与最接近于包括在所述第一低分辨率图像中的关注图像区域内的像素 值图案的多个图像区域相对应的多个对应点，所述关注图像区域被设置为以所述第一像素 中的每一个作为关注的像素；设置单元，其被配置为当第二像素中的一个被作为关注的像素时，将所述第二低分辨率图像的多个第二像素值中的每一个设置为各个对应点处的辉度 值的样本值，以获得多个样本值；扩大单元，其被配置为将所述第一低分辨率图像扩大为 包括比所述第一低分辨率图像更大数目的第三像素的高分辨率图像；以及转换单元，其被 配置为执行像素值转换，其中在减小在所述对应点采样的辉度值和所述样本值之间的误差 的方向上，在使用所述第三像素的所述高分辨率图像中加上或减去多个第三像素值。附图说明图1是显示根据第一实施例的分辨率增强设备的方框图； 图2显示在低分辨率图像的图像面上像素的配置；图3显示通过在垂直与水平方向两倍图2中的图像的分辨率获得的图像；图4显示图2和3所示的像素之间的位置关系；图5是显示高分辨率图像数据的傅里叶变换频谱图6是显示当由于图5中图像的低分辨率转换已经发生混叠时的频谱图； 图7是显示当高频成分在低分辨率图像中衰减时的频谱图8是显示当图1中的边缘加强单元加强低分辨率图像的高频成分时获得的频谱图9显示低分辨率图像的像素，关注的像素，模板块，和基准块；图10显示代表基准块位置的矢量的实例；图11显示基准块的搜索范围的实例；图12显示基准块的搜索范围的实例；图13显示基准块的搜索范围的实例；图14显示基准块的搜索范围的实例；图15显示由图1所示的对应点检测单元检测的对应点的实例； 图16显示用于在垂直方向上检测轮廓的Sobel过滤器； 图17显示用于在水平方向上检测轮廓的Sobel过滤器；图18显示高分辨率图像的像素和低分辨率图像的像素的对应点之间的位置关系；图19显示对应点和用于在那个位置采样的范围的实例；图20是显示图1所示的分辨率增强设备的操作的实例的流程图21是显示根据第二实施例的分辨率增强设备的方框图22是显示图21所示的分辨率增强设备的操作的实例的流程图23显示在处理以前作为高分辨率图像的原始图像；图24显示通过用传统的分辨率增强方法将分辨率增强应用至图23所示的图像所获得 的图像；以及图25显示通过用本实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分辨率增强设备，其特征在于，包含： 获取单元，其被配置为从图像源获取第一低分辨率图像，其中包括在所述第一低分辨率图像的图像面内的第一像素的位置处的辉度值被表示为第一像素值； 加强单元，其被配置为对所述第一低分辨率图像进行边缘加强处理以获得第二低分辨率图像； 低检测单元，其被配置为使用所述第一低分辨率图像和所述第二低分辨率图像中的一个，以作为小于相邻像素之间的间隔的单位的子像素单位的精度，检测每一个与最接近于包括在所述第一低分辨率图像中的关注图像区域内的像素值图案的多个图像区域相对应的多个对应点，所述关注图像区域被设置为以所述第一像素中的每一个作为关注的像素； 设置单元，其被配置为当第二像素中的一个被作为关注的像素时，将所述第二低分辨率图像的多个第二像素值中的每一个设置为各个对应点处的辉度值的样本值，以获得多个样本值； 扩大单元，其被配置为将所述第一低分辨率图像扩大为包括比所述第一低分辨率图像更大数目的第三像素的高分辨率图像；以及 转换单元，其被配置为执行像素值转换，其中在减小在所述对应点采样的辉度值和所述样本值之间的误差的方向上，在使用所述第三像素的所述高分辨率图像中加上或减去多个第三像素值。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井田孝，松本信幸，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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