[發明專利]用于使用子像素移位來產生高分辨率圖像的成像設備和使用所述成像設備的方法

有效

• 申請號: 201710135167.2
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN107180210B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 李念怡;S.麥克克羅斯基
• 申請（專利權）人: 手持產品公司
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06T3/40
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 黃濤;陳嵐

提供了用于利用成像傳感器產生目標的高分辨率圖像的成像設備和使用所述成像設備的方法。所述方法由以下步驟組成：從目標大小確定要產生的圖像的分辨率要求；捕獲目標的多個個體低分辨率圖像，所捕獲的個體圖像的最小數目基于在確定分辨率要求步驟中確定的分辨率要求；在捕獲多個低分辨率圖像步驟中在個體低分辨率圖像的捕獲之間將OIS模塊移動到特定位置，所述特定位置基于確定分辨率要求步驟中的分辨率要求；以及處理所述多個低分辨率圖像以產生高分辨率圖像。

技術領域

本發明涉及基于圖像的感測，并且特別地涉及使用成像傳感器以產生高分辨率圖像。

背景技術

一般而言，基于圖像的數據錄入，包括光學字符識別和條形碼掃描，以及用于過程控制和安全性的基于圖像的感測例如遭受由輸入圖像的質量施加的限制。雖然每一個應用將對輸入圖像質量具有不同敏感性，但是常見圖像質量問題包括模糊、不足光照和不足分辨率。為了減少光照欠佳的照片中的模糊，光學圖像穩定（OIS）是移動電話相機的日益常見的特征。

高分辨率圖像傳感器在一致地得到質量圖像方面是有用的。然而，高分辨率傳感器包括在相機中增加相機的成本并且對于成像應用而言并不總是必要的。

因此，存在對于較低成本、靈活的解決方案的需要，該解決方案用于在沒有高分辨率傳感器的成本的情況下按需獲取高分辨率圖像。

發明內容

發明人已經發現，雖然OIS已被開發成緩解運動模糊，但是給出適當的硬件控制和圖像處理，相同的OIS硬件可以用于產生具有比圖像傳感器所提供的更高分辨率的圖像。

相應地，在一個方面中，本發明包含一種利用與OIS模塊相關聯的成像傳感器（例如低或較低分辨率成像傳感器）產生目標的高分辨率圖像的方法。

在示例性實施例中，該方法由以下步驟組成：從目標大小確定要產生的圖像的分辨率要求；捕獲目標的多個個體低分辨率圖像，（所捕獲的個體圖像的最小數目基于在確定分辨率要求步驟中確定的分辨率要求）；在捕獲多個低分辨率圖像步驟中在個體低分辨率圖像的捕獲之間將OIS模塊移動到特定位置，（特定位置基于確定分辨率要求步驟中的分辨率要求）；以及處理所述多個低分辨率圖像以產生高分辨率圖像（即比低（或較低）分辨率圖像更高分辨率的圖像）。處理步驟通過以下方式來完成：從所捕獲到的多個低分辨率圖像產生目標的具有超分辨率的模糊圖像；以及對模糊的高分辨率圖像進行去模糊以生成高分辨率圖像（即比較低分辨率圖像更高分辨率的圖像）。

在該方法的另一示例性實施例中，分辨率要求包括分辨率量值和方向。

在該方法的另一示例性實施例中，所捕獲到的低分辨率圖像由像素組成。經去模糊的高分辨率圖像中的每一個像素在低分辨率圖像中具有至少一個對應像素。

在另一示例性實施例中，該方法還包括以下步驟：確定針對線性方程組的矩陣，該矩陣基于確定分辨率限制的步驟而對模糊的高分辨率圖像進行建模。去模糊步驟通過應用和求解線性方程組來完成。

在該方法的另一示例性實施例中，去模糊矩陣是高斯核。

在該方法的又一示例性實施例中，去模糊步驟通過以下步驟來完成：向具有超分辨率的模糊圖像應用傅里葉變換；在頻域中對傅里葉變換進行相乘；以及向乘積應用傅里葉變換的逆變換以便生成高分辨率圖像。

在該方法的另一示例性實施例中，處理所述多個低分辨率圖像以產生高分辨率圖像的步驟通過向所述多個低分辨率圖像應用后向投影算法來完成。

在該方法的另一示例性實施例中，所捕獲到的低分辨率圖像由像素組成。確定要產生的圖像的分辨率要求的步驟包括確定OIS的數目和移位位置，使得模糊的高分辨率圖像中的所有像素對應于低分辨率圖像中的至少一個像素。

在該方法的另一示例性實施例中，應用后向投影算法的步驟包括在處理中合并關于目標的在先信息以解決非單值性。