[發(fā)明專(zhuān)利]圖像超分辨率重構(gòu)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310409004.0
• 申請(qǐng)日: 2013-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103810675A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李浩;陳宥燁;朱立偉;何振偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市華星光電技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分辨率顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像超分辨率重構(gòu)系統(tǒng)及方法。?

背景技術(shù)

隨著消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，特別在高端顯示領(lǐng)域，需要更加高端的顯示設(shè)備。從最初的480P顯像管電視機(jī)到后來(lái)的720P、FHD、2K、4K和8K等分辨率的顯示設(shè)備，顯示分辨率以及顯示設(shè)備的尺寸是在逐步提升的。?

為了降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高畫(huà)面質(zhì)量，超分辨率算法(Super?Resolution,SR)已成為目前高端顯示領(lǐng)域中（例如4K2K）的主流算法，其是指將低分辨率圖像或圖像序列恢復(fù)成高分辨率圖像。?

超分辨率算法是增強(qiáng)圖像或視頻分辨率的技術(shù)，指利用一幅或者多幅低分辨率（Low?Resolution，LR）圖像，通過(guò)相應(yīng)的算法來(lái)獲得一幅清晰的高分辨率（High?Resolution，HR）圖像。也就是，SR算法的目的是使得輸出的圖像或視頻的分辨率比任意一幅輸入的圖像或輸入視頻的任意一幀的分辨率都要高。這里所獲得的HR圖像意味著圖像具有高像素密度，可以提供更多的細(xì)節(jié)。?

然而，針對(duì)實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用而言，當(dāng)前大多數(shù)SR演算法都存在計(jì)算量大的缺陷，導(dǎo)致成本增加，實(shí)用性不強(qiáng)，它們未被應(yīng)用在商業(yè)視頻產(chǎn)品中。另一方面，諸如像臨近取代算法、雙線性插值算法、Hermite插值算法和Canny插值算法這些簡(jiǎn)單快速的SR演算法又使得畫(huà)面存在鋸齒、模糊等問(wèn)題。?

因此，如何解決上述問(wèn)題，以使得輸出畫(huà)面的鋸齒狀現(xiàn)象明顯降低、算法簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度快并可以有效降低成本，乃業(yè)界所致力的課題之一。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是需要提供一種圖像超分辨率重構(gòu)方法，該方法能?夠使得輸出高分辨率畫(huà)面的鋸齒狀現(xiàn)象明顯降低、算法簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度快并可以有效降低成本。另外還提供了一種圖像超分辨率重構(gòu)系統(tǒng)。?

1）為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種圖像超分辨率重構(gòu)方法，包括：邊緣檢測(cè)步驟，對(duì)待處理的低分辨率圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，得到邊緣像素幀；幀放大步驟，保留檢測(cè)出的邊緣像素信息不變，將所述邊緣像素幀插值放大，放大后的圖像在水平方向和垂直方向均是原邊緣像素幀的2倍；像素補(bǔ)償步驟，根據(jù)不同的像素邊緣，對(duì)所插入的插值像素進(jìn)行插值補(bǔ)償以得到高分辨率圖像。?

2）在本發(fā)明的第1）項(xiàng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述邊緣檢測(cè)步驟中，進(jìn)一步采用索貝爾算子對(duì)待處理的低分辨率圖像從四個(gè)不同方向的邊緣進(jìn)行檢測(cè)。?

3）在本發(fā)明的第1）項(xiàng)或第2）項(xiàng)中的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述像素補(bǔ)償步驟中，進(jìn)一步包括：?

以五個(gè)待補(bǔ)償?shù)牟逯迪袼刂形挥谙袼貕K中間位置的中心插值像素為基準(zhǔn)，按照設(shè)定的四個(gè)方向搜索與其臨近的四個(gè)像素中所包含的邊緣像素的信息，之后按照相應(yīng)規(guī)則對(duì)五個(gè)插值像素進(jìn)行插值補(bǔ)償，其中，所述規(guī)則為根據(jù)這四個(gè)像素中所包含的邊緣像素的個(gè)數(shù)，以及邊緣方向和/或亮度信息所設(shè)定的規(guī)則。?

4）在本發(fā)明的第1）項(xiàng)-第3）項(xiàng)中任一項(xiàng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述規(guī)則包括：若這四個(gè)像素均為邊緣像素，邊緣方向?yàn)閷?duì)角方向，且處于邊緣方向的兩個(gè)像素和另一像素彼此之間的亮度差值小于設(shè)定閾值，則通過(guò)以下步驟進(jìn)行插值補(bǔ)償：?

將這三個(gè)像素的亮度平均值賦值給位于像素塊中間位置的中心插值像素；將除了這三個(gè)像素以外的像素的亮度值賦值給與之相鄰的兩個(gè)插值像素；將處于邊緣方向的兩個(gè)像素中每個(gè)像素和所述另一像素的亮度平均值賦值給處于二者之間的插值像素。?

5）在本發(fā)明的第1）項(xiàng)-第4）項(xiàng)中任一項(xiàng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述規(guī)則包括：若這四個(gè)像素均為邊緣像素，每行中兩個(gè)像素的亮度差值小于設(shè)定閾值且上下兩行的亮度平均值的差值大于設(shè)定閾值，則通過(guò)以下步驟進(jìn)行插值補(bǔ)償：?

將每行兩個(gè)像素的亮度平均值賦值給所在行的插值像素；將下行的兩個(gè)像素的亮度平均值賦值給位于像素塊中間位置的中心插值像素；將下行的兩個(gè)像素中每個(gè)像素的亮度值賦值給該像素所在列的插值像素。?

6）在本發(fā)明的第1）項(xiàng)-第5）項(xiàng)中任一項(xiàng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述規(guī)則包括：?若這四個(gè)像素均為邊緣像素，每列中兩個(gè)像素的亮度差值小于設(shè)定閾值且左右兩列的亮度平均值的差值大于設(shè)定閾值，則通過(guò)以下步驟進(jìn)行插值補(bǔ)償：?

將每列兩個(gè)像素的亮度平均值賦值給所在列的插值像素；將左列的兩個(gè)像素的亮度平均值賦值給位于像素塊中間位置的中心插值像素；將左列的兩個(gè)像素中每個(gè)像素的亮度值賦值給該像素所在行的插值像素。?