[發明專利]圖像處理設備和方法

有效

• 申請號: 200910146541.4
• 申請日: 2009-06-03
• 公開（公告）號: CN101729778A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 任宰均;玉賢旭;樸炳冠;李性德;姜周泳
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/225
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 李娜娜;韓明星

本申請要求于2008年10月10日提交的第10-2008-0099611號韓國專利 申請以及于2008年12月3日提交的第10-2008-0121864號韓國專利申請的權 益，所述申請的公開內容通過引用被全部結合于此。

技術領域

以下描述涉及一種攝影器件，更具體地講，涉及一種利用光場數據來處 理圖像的設備和方法。

背景技術

在目前使用的攝影系統中，一個拍攝操作僅能使一個圖像被觀看。但是， 近來已經進行研究具有聚焦重組功能的全光照相機(plenoptic?camera)。也被 稱為光場照相機的全光照相機利用微透鏡陣列(通常是微粒透鏡(lenticuler lens)陣列)或者光編碼孔板(light?coded?mask)捕獲關于場景的4維光場信 息。這種全光照相機為用戶提供在一個拍攝操作之后再聚焦和視角改變的功 能，所述再聚焦改變焦平面，所述視角改變能使場景從不同的角度被觀看。

同時，在很多領域，例如，監控攝像機、用于精確診斷的計算斷層攝影 術(CT)圖像、用于模式識別的計算機視覺、地質勘查衛星圖像等中需要高 分辨率圖像。為了獲得這種高分辨率圖像，正在研究利用信號處理技術從一 系列低分辨率圖像中重建高分辨率圖像的方法。

發明內容

下面的描述涉及一種圖像處理設備和方法，所述圖像處理設備通過將光 場數據限定為在高分辨率復原中使用的低分辨率圖像，并在所述限定的低分 辨率數據上采用高分辨率圖像復原方法來產生高分辨率圖像。

根據示例性的一方面，提供了一種圖像處理設備，該圖像處理設備包括： 圖像幀確定器，用于利用關于場景的光場數據確定一個標準圖像幀和至少一 個參考圖像幀；點擴展函數確定器，基于所述標準圖像幀和所述至少一個參 考圖像幀之間的子像素位移來確定點擴展函數；圖像插值器，用于將所述標 準圖像幀插值為具有比標準圖像幀高的分辨率的高分辨率標準圖像幀；圖像 復原器，通過利用產生的所述高分辨率標準圖像幀、點擴展函數和所述至少 一個參考圖像幀更新高分辨率標準圖像幀，來復原高分辨率圖像。

這里，所述子像素位移可以是構成所述標準圖像幀的至少一個光場數據 與分別對應于所述至少一個光場數據的每個參考圖像幀的光場數據之間的位 置差。

所述圖像幀確定器可以將利用光場數據產生并從至少一個角度顯示的圖 像幀中的一個圖像幀確定為標準圖像幀，并且將從至少一個角度顯示的所述 產生的圖像幀中除了被確定為標準圖像幀的圖像幀之外的至少一個圖像幀確 定為所述至少一個參考圖像幀。或者，所述圖像幀確定器可以將利用光場數 據中的每子孔徑所獲得的光場數據的總值產生的圖像幀確定為標準圖像幀， 并且將利用在產生標準圖像幀中使用的每子孔徑的光場數據產生的至少一個 圖像幀確定為所述至少一個參考圖像幀。

點擴展函數確定器可以將基于標準圖像幀和每個參考圖像幀之間的子像 素位移的每個2維高斯函數確定為點擴展函數。所述圖像插值器可以利用雙 線性插值方法或者雙三次插值方法插值。

所述圖像復原器可包括：殘值(residual?value)產生器，利用所述產生 的高分辨率標準圖像幀、一個參考圖像幀以及基于所述一個參考圖像幀和標 準圖像幀的點擴展函數來產生殘值；圖像更新器，利用所述殘值來更新所述 高分辨率標準圖像幀。這里，所述殘值可以是所述一個參考圖像幀減去高分 辨率標準圖像幀與點擴展函數的卷積所得的值。

此外，當所述高分辨率標準圖像幀被更新時，所述殘值產生器可以利用 更新后的高分辨率標準圖像幀、另一個參考圖像幀以及基于所述另一個參考 圖像幀和標準圖像幀的點擴展函數來產生殘值。這里，所述殘值可以是所述 另一個參考圖像幀減去更新的高分辨率標準圖像幀與點擴展函數的卷積所得 的值。

所述圖像處理設備還可包括光場數據捕獲器，所述光場數據捕獲器包括： 第一光學單元，用于形成物體的圖像；光敏元件陣列，用于捕獲光線；第二 光學單元，定位在主透鏡和光敏元件之間，基于光線的方向分離光線，并且 將光線引導向所述光敏元件。