[发明专利]用于数码相机的基于单帧的超分辨率内插的系统和方法

说明书

本发明提供一种用于超分辨率图像处理的数码相机系统。所述数码相机系统包含：分辨率增强模块，其经配置以接收图像的至少一部分、增大所述所接收图像的分辨率，且输出分辨率经增强图像；以及边缘提取模块，其经配置以接收所述分辨率经增强图像、提取所述分辨率经增强图像的至少一个边缘，且输出所述分辨率经增强图像的所述所提取的至少一个边缘，所述至少一个边缘为出现像素值的突然改变处的一组相邻像素。所述数码相机系统还包含边缘增强模块，所述边缘增强模块经配置以接收所述分辨率经增强图像和所述所提取的至少一个边缘，且组合所述所提取的至少一个边缘或所述所提取的至少一个边缘的派生物与所述分辨率经增强图像。

技术领域

本发明涉及用于数码相机的基于单帧的超分辨率内插的系统和方法。

背景技术

数码相机使用各种系统以使摄影者能在远距离处俘获对象的图像。光学缩放系统使用一或多个缩放透镜，可调整所述缩放透镜以使入射于数码相机的光检测器上的可见光辐射的视场变窄。尽管具有较窄的视场，但在不引入显著图像像差的情况下，入射于光检测器上的可见光辐射的较窄视场会放大所俘获的图像。相比之下，数字缩放系统处理图像或图像的子组以增大其分辨率，从而产生类似于光学缩放的效果(即，放大的较窄视场)。然而，相对于光学缩放系统，数字缩放系统通常会产生显著的所不希望的图像像差。举例来说，数字缩放系统可能会将折叠失真(即，锯齿状对边)、模糊，和/或晕圈引入到图像中。在数字缩放处理期间引入的像差主要出现在图像中对象的边缘处或其周围。

发明内容

根据本文中揭示的实施例的至少一个方面，应认识到，数字缩放系统的标准方法产生显著的图像像差，其包含(但不限于)折叠失真、模糊和/或晕圈。为了使经由数字缩放引入的这些图像像差降到最小，提供用于数码相机的基于单帧的超分辨率内插的系统和方法。除了通过提取和增强图像中对象的边缘，用于超分辨率的系统和方法还通过增大图像或图像的任何部分的分辨率来对图像进行数字缩放。图像的边缘经由多个边缘保持滤波器来增强。这些滤波器实现图像中边缘的提取和增强以增加数字缩放图像的细节。

根据一个方面，提供用于超分辨率图像处理的数码相机系统。所述数码相机系统包括：分辨率增强模块，其经配置以接收图像的至少一部分、增大所接收图像的分辨率，且输出分辨率经增强图像；边缘提取模块，其经配置以接收分辨率经增强图像、提取分辨率经增强图像的至少一个边缘，且输出所提取的分辨率经增强图像的至少一个边缘，所述至少一个边缘为出现像素值的突然改变处的一组相邻像素；以及边缘增强模块，其经配置以接收分辨率经增强图像和所提取的至少一个边缘，且组合所提取的至少一个边缘或所提取的至少一个边缘的派生物与分辨率经增强图像。

根据一个实施例，所述分辨率增强模块进一步经配置以至少部分地通过内插所接收图像而增大所接收图像的分辨率。根据一个实施例，分辨率增强模块进一步经配置以根据双三次内插过程内插所接收图像。根据一个实施例，边缘提取模块进一步经配置以经由具有第一强度的第一边缘保持滤波器和具有第二强度的第二边缘保持滤波器对分辨率经增强图像进行滤波。根据一个实施例，第一边缘保持滤波器的强度是可配置的，且其中边缘提取模块进一步经配置以降低第一边缘保持滤波器的强度以增大图像细节水平，或增大第一边缘保持滤波器的强度以降低图像细节水平。根据一个实施例，第一强度小于第二强度，且其中边缘提取模块进一步经配置以从经由第一边缘保持滤波器滤波的分辨率经增强图像减去经由第二边缘保持滤波器滤波的分辨率经增强图像。根据一个实施例，边缘增强模块进一步经配置以将所提取的至少一个边缘添加到分辨率经增强图像。

根据一个实施例，分辨率增强模块进一步经配置以将所接收图像划分成多个子区段。根据一个实施例，分辨率增强模块进一步经配置以增大所接收图像的子区段中的每一者的分辨率，且其中边缘提取组件进一步经配置以提取分辨率经增强图像的每一子区段的至少一个边缘。根据一个实施例，数码相机系统进一步包括白噪声模块，所述白噪声模块经配置以将白噪声添加到分辨率经增强图像。