[發明專利]用于確定高分辨率輸出圖像的方法和設備

在審

• 申請號: 201480065403.2
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN105793891A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 阿納斯特阿普·庫馬爾·A·喬杜里;克里斯托弗·安德魯·西格爾
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

技術領域

本發明涉及使用基于語義技術的圖像增強。

背景技術

數字圖像典型地表現為像素陣列。類似地，數字視頻典型地表 現為一系列圖像或幀，每一圖像或幀均含有像素陣列。每一像素包 含信息，如亮度和/或顏色信息。在許多情況下，每一像素表現為 三種顏色的組合，每種顏色被定義為八位色值。

在許多情況下，圖像和/或視頻編碼和/或傳輸系統降級圖像內 容的質量以降低存儲需要和/或傳輸所需的帶寬。在編碼和/或傳輸 圖像和/或視頻后，對圖像和/或視頻使用恢復技術，以試圖從低級 版本恢復到高質量的原始圖像內容。圖像內容的降級發生的原因有 很多，比如舉例來說，圖像傳輸、圖像編碼、采集或顯示設備的限 制等等。另一方面，降級后的圖像增強試圖改善圖像和/或視頻的 呈現。

在其它情況下，以初始較低分辨率提供圖像內容，例如逐行掃 描或隔行掃描(比如，720×480像素)。圖像內容可以是以非降級 方式或降級方式提供的。較低分辨率圖像內容可以某種方式增強以 適合在具有比該較低分辨率圖像內容更高分辨率的顯示器上顯示， 比如4K顯示器(比如,3840×2160像素)。

圖像和/或視頻的恢復和/或增強通常是圖像/視頻顯示系統，特 別是大尺寸顯示器中的處理步驟。目的之一可能是為了恢復和增強 圖像和/或視頻中重要成分的視覺呈現，比如邊緣、紋理和其它細 節。另一個目的是限制在恢復和增強期間引入有害視覺偽影和/或 放大已存在的偽影。一個具體的例子是限制引入或放大圖像和/或 視頻中已存在的噪聲，比如照相機噪音或壓縮噪音。另一個例子是 限制引入邊緣或輪廓附近的偽影，它們被稱為“光暈(halo)”、“下 沖(undershoot)”和“過沖(overshoot)”。

許多不同的技術已被用于嘗試進行圖像(包括視頻)細節增強， 以恢復圖像。許多這類技術基于采用拉普拉斯金字塔(Laplacian pyramid)的分層框架將圖像分解為多個圖層，包括一個平滑的低 頻圖像和其它高頻成分。然后每個圖層被增強并結合到一起形成增 強圖像。在分解圖像時，可以使用邊緣保護技術來減小光暈影響。

另一個進行圖像細節增強的技術涉及采用雙邊濾波器來獲得 圖像在多重光照條件下的不同成分，并通過結合這些成分來增強圖 像的細節。可以修改雙邊濾波器的范圍以同時進行細節增強和噪聲 去除。另一個技術包括從多個尺度上的局部極值獲得圖像振蕩的信 息，并利用這些信息來構建用于增強圖像細節的層級。還有一個技 術涉及使用小波來構建多分辨率分析框架，以將圖像分解為平滑成 分及其細節成分，其中小波是根據圖像的邊緣內容來具體構建以減 小光暈影響。

另一個進行圖像細節增強的技術采用濾波器來進行圖像的多 尺度分解。該濾波器是邊緣保護性的，并且平滑化基于加權最小二 乘法(WeightedLeastSquares，即WLS)優化框架。這在數學上表示 為計算下式的最小值，