[发明专利]数字变焦方法、系统、电子设备、介质及数字成像设备

说明书

本发明公开了一种数字变焦方法、系统、电子设备、介质及数字成像设备。其中，数字变焦方法包括：根据变焦指令连续获取多帧原始图像，所述变焦指令包括变焦倍率；根据所述变焦倍率裁剪每帧原始图像以获取感兴趣区域；对多帧感兴趣区域进行上采样以获取第一中间图像；对多帧所述第一中间图像进行超分辨率重建以获取变焦图像。本发明根据变焦指令连续获取多帧原始图像，并对获取到的多帧原始图像依次进行裁剪、上采样以及超分辨率重建以获取变焦图像，较之完全依赖插值算法的对单帧图像的数字变焦，可以获得更好的图像分辨率、更好的图像质量，从而，本发明能够实现更强的数字变焦能力。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种数字变焦方法、系统、电子设备、存储介质及数字成像设备。

背景技术

变焦是指成像镜头焦距的改变，在视觉上体现为被成像物体的拉近或拉远，也体现为物体所成像的放大或缩小。变焦能力是成像设备的一个非常重要的指标，其决定了拍照设备的拍摄广度和深度。变焦按实现方式可分为光学变焦和数字变焦两种。光学变焦是最传统的变焦方法，其利用凹透镜与凸透镜的不同组合方式来实现焦距的改变。数字变焦也称数码变焦，其通过裁剪和插值算法实现，属于图像处理的范畴。

光学变焦的物理结构限制了其在便携式拍照设备上的应用，目前，几乎所有的便携式拍照设备的变焦都是通过数字变焦实现的。但是，数字变焦与光学变焦不同，光学变焦是一种有损变焦，其变焦结果往往比光学变焦差很多。

传统的基于单帧图像的数字变焦完全依赖插值算法实现，但是，根据采样定律，插值算法无法恢复出图像的原本信息，其亦并不能产生更多的信息使得图像更清楚，而且会导致图像噪声明显，当使用高倍率的数字变焦时还会引入明显的马赛克现象。所以，这种传统的数字变焦的变焦极限一般为5倍左右。

为了实现更好的数字变焦效果，一些基于机器学习的超分辨率算法被应用于数字变焦，但是由于学习框架不成熟或者缺乏稳定性、可靠性等原因使得基于机器学习的超分辨率算法未能广泛应用于数字变焦中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中数字变焦能力有限的缺陷，提供一种数字变焦方法、系统、电子设备、存储介质及数字成像设备。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种数字变焦方法，包括：

根据变焦指令连续获取多帧原始图像，所述变焦指令包括变焦倍率；

根据所述变焦倍率裁剪每帧原始图像以获取感兴趣区域；

对多帧感兴趣区域进行上采样以获取第一中间图像；

对多帧所述第一中间图像进行超分辨率重建以获取变焦图像。

较佳地，在根据所述变焦倍率裁剪每帧原始图像以获取感兴趣区域的步骤之后还包括：

判断所述变焦倍率是否小于预设阈值；

若否，则执行所述对多帧感兴趣区域进行上采样以获取第一中间图像的步骤。

较佳地，在所述多帧感兴趣区域进行上采样以获取第一中间图像的步骤之前还包括：

根据所述变焦倍率获取第一倍率和第二倍率，所述变焦倍率为所述第一倍率与所述第二倍率的乘积，所述第一倍率的最小值为1，所述第二倍率为大于1的整数；

所述多帧感兴趣区域进行上采样以获取第一中间图像的步骤包括：

将所述第一倍率作为上采样倍率对每帧感兴趣区域进行上采样以获取第一中间图像；

所述对多帧所述第一中间图像进行与超分辨率重建以获取变焦图像的步骤包括：

将所述第二倍率作为超分辨率重建放大倍率对多帧所述第一中间图像进行超分辨率重建以获取变焦图像。