图像放大装置和图像放大方法制造方法及图纸

通过简单的计算而获得高清晰度的放大图像。如下获得放大图像：基于输入的原始图像来获得劣化图像；至少利用所述劣化图像来为所述原始图像的各个小区域确定增强滤波器；通过把所述确定步骤所确定的滤波器应用于所述各个小区域来执行滤波处理，从而获得增强的图像；以及对图像进行插值以获得放大图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种放大图像的技术，举例来说，该技术应用于如手机和PDA(个人数字助理)等设备以及用于显示图像的通用软件。
技术介绍
目前已经提出了多种图像放大方法。大多数通用方法是在对图像进行上采样以后(或同时)对图像进行滤波。这些方法中最著名的例子是双线性插值和双三次插值。然而，这些方法容易使放大的图像模糊不清。这是由于在图像放大过程中丢失了高频成分。为了解决这个问题，非专利文献1描述了一种方法，该方法中，在图像放大以后对丢失的高频成分进行增强/估计处理，以实现高清晰度的图像放大。此外，非专利文献2描述了一种方法，该方法中，基于先前学习的放大前图像信号图案(pattern)与放大后信号图案之间的关联，来估计放大后的信号图案。另外，在非专利文献3和专利文献1中描述了与本专利技术类似的专利技术。假设放大前的图像是放大后图像的缩小和劣化版本，估计出放大后图像的像素值。在此过程中，由于不能唯一地确定放大后图像的每个像素值，所以为求解空间设定了约束条件，通过获得约束条件下的最大(最小)解来放大图像。经常采用相邻像素的平滑性来作为约束条件，因此，最终解(即，放大后图像)往往会丢失高频成分而变得模糊。然而，非专利文献3和专利文献1采用利用了学习数据的约束条件，从而可以实现不丢失高频成分的求解。举例来说，与本专利技术有关的现有技术包括如下所示的专利文献1和2以及非专利文献1至3中公开的技术 JP 2000-339450 A JP 2002-149105 AH.Greenspan，C.H.Anderson及S.Akber，“ImageEnhancement by nonlinear extrapolation in frequency space”，IEEE Trans.onImag.Proc.，vol.9，no.6，June，2000. Tetsujiro Kondou，“Reality Creating Technique-Digital Reality Creation-”，The Journal of the Institute of Image ElectronicsEngineers of Japan，vol.26，no.6，1997. Simon Baker及Takeo Kanade，“Limits on super-resolution and how to break them”，IEEE Trans.PAMI，vol.24，no.9，Sep.，2002. 但是，上面所引述的现有技术具有严重的问题。图像信号的增强程度随着输入图像的不同有着极大的变化，在这种意义上，例如非专利文献1的技术包括不清楚的、经验式的用于确定表明图像增强程度的参数的方法。此外，由于对整个图像进行均匀的增强，不可避免地会由于高频成分的增强而导致噪声。而且，在非专利文献2的技术中，放大前的图像信号和放大后的图像图案之间关联的有效性是令人怀疑的；学习得来的放大后的图像信号并不总是对应于放大前的信号。此外，与非专利文献2的专利技术相比，非专利文献3的技术更多地依赖于学习数据的质量，而要获得通用的学习数据是十分困难的。而且，求解极端地耗费时间，也不实用。此外，尽管专利文献1能唯一地确定参数值，但不知道这些值能否适用于所有的图像。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种能通过简单计算而获得高清晰度的放大图像的技术。为了解决这些问题，本专利技术采用以下手段。即，一种图像放大装置，包括劣化单元，它基于输入的原始图像来获得劣化图像； 滤波器确定单元，它至少利用劣化图像来确定用于原始图像各个小区域的增强滤波器；增强单元，它通过把滤波器确定单元所确定的滤波器应用于各个小区域来进行滤波处理，从而获得增强图像；以及放大单元，它对图像进行插值以获得放大图像。该滤波器确定单元可以从劣化图像得到各个小区域的特征，并确定与该特征相关的增强滤波器来作为该小区域所用的增强滤波器。该滤波器确定单元可以利用预先准备的多个增强滤波器对劣化图像的各个小区域进行滤波来获得结果，并根据这些结果来确定各个小区域要用哪个增强滤波器。该滤波器确定单元可以利用多个增强滤波器对劣化图像的各个小区域进行滤波，同时改变这多个提供不同增强程度的增强滤波器的滤波器系数的分布，由此获得结果，并根据这些结果来确定各个小区域要用哪个增强滤波器。此外，根据本专利技术的图像放大方法由计算机执行，该方法包括基于输入的原始图像来获得劣化图像；至少利用该劣化图像来确定原始图像的各个小区域的增强滤波器；通过把确定步骤所确定的滤波器应用于各个小区域来进行滤波处理，以获得增强图像；以及对图像进行插值以获得放大图像。该确定增强滤波器的步骤可以包括从劣化图像获得各个小区域的特征，并确定与该特征相关的增强滤波器来作为该小区域所用的增强滤波器。该确定增强滤波器的步骤可以包括利用预先准备的多个增强滤波器对劣化图像的各个小区域进行滤波来获得结果，并根据这些结果来确定各个小区域要用哪个增强滤波器。该确定增强滤波器的步骤可以包括利用多个增强滤波器对劣化图像的各个小区域进行过滤，同时改变这多个提供不同增强程度的增强滤波器的滤波器系数分布以获得结果，并根据这些结果来确定各个小区域要用哪个增强滤波器。本专利技术可以是使计算机执行上述步骤的程序。此外，本专利技术可以是以计算机可读的方式记录了该程序的记录介质。因此，可以使计算机读取并执行记录在该记录介质中的程序，以提供其功能。计算机可读记录介质是指以电、磁、光、机械的形式或者利用化学作用来存储如数据、程序等信息，使得计算机可以读取该信息的记录介质。能与计算机分离的这种记录介质包括软盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R/W、DVD、DAT、8mm磁带和存储卡。固定在计算机中的这种记录介质包括硬盘和ROM(只读存储器)。附图说明图1示出的是劣化图像、输入图像和放大图像的解释性示图；图2是说明增强过程的解释性示图；图3是说明图像放大装置的结构的示意图；图4示出的是根据第一实施例的放大方法的解释性示图；图5是说明边缘强度(edge strength)与增强滤波器之间的关联的示图；图6是说明滤波器选择的解释性示图；图7是说明增强滤波器系数的解释性示图；图8示出的是根据第二实施例的放大方法的解释性示图；图9示出的是根据第三实施例的放大方法的解释性示图。具体实施例方式下面参照附图说明本专利技术的最佳实施方式。下面所示的实施例的构造只是解释性的，本专利技术并不局限于这些实施例。本专利技术通过进行高频成分增强来实现高清晰度图像放大。如非专利文献3和专利文献1中所述，由于直接估计放大后图像的图像信号非常费时而且也不现实，本专利技术对放大前的图像信号进行适应性的增强(高频增强)以生成会在放大后丢失的高频成分。注意，该增强过程应该在画面或图像上的平滑区、边缘区等进行适应性的改变。这就要求一种能为各个小区域适应性地选择增强过程的方法。小区域即为一个滤波单元，它可以是一个像素、一个M×N像素块，或者是肖像中的头发、皮肤等区域。为了找出各个小区域的合适增强程度，用评价函数或概率来描述增强图像相对于原始图像的保真度。本专利技术与非专利文献3及专利文献1的专利技术之间的显著区别是，本专利技术的求解空间与所引述文献的求解空间不同。非专利文献3及专利文献1求解放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像放大装置，包括：劣化单元，其基于输入的原始图像获得劣化图像；滤波器确定单元，其至少利用所述劣化图像来为所述原始图像的各个小区域确定增强滤波器；增强单元，其通过把所述滤波器确定单元所确定的滤波器应用于所述各个小 区域来执行滤波处理，从而获得增强的图像；以及放大单元，其对图像进行插值以获得放大后的图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：仓木健介，阿南泰三，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]