[发明专利]提高图像空间分辨率的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像信息处理领域，尤其涉及一种提高图像空间分辨率的方法及装置。 

背景技术

图像是人类获取信息的主要来源。据统计，在人类接受的信息中，有75％来自视觉。与其它诸如听觉、味觉、触觉、嗅觉等信息形式相比，视觉信息具有直观、具体、生动等优点，因此，图像/视频采集是数字图像处理系统中不可或缺的关键技术之一。目前应用最为广泛的图像传感器是电荷耦合器件(Charge-coupled Device，简称CCD)。成像系统通过其内部的CCD传感器阵列进行采样，产生数字图像。为了避免“混叠”现象，通常要求采样频率应该满足Nyquist采样准则。 

然而在图像数字化采集过程中有很多因素会导致图像分辨率的下降，例如在用CCD等光电成像器件对图像进行采集和保存时，由于采样频率的影响会产生欠采样效应而造成图像的频谱交叠，使获取的图像因频谱混叠而发生降质；其次，大气扰动、CCD传感器的形状和尺寸、光学系统的像差、散焦以及相机和被拍摄物体之间的相对运动等因素也会造成图像的模糊；另外，在对图像信息进行成像、传输、存储过程中，会引入不同类型的噪声，如高斯噪声、椒盐噪声等，这些噪声会直接影响到图像的质量和分辨率。因此，如何对光学系统，光电成像器件，以及图像后期处理做出改进，以便提高图像的分辨率，使采集的图像尽可能的接近于目标原型，成为近年来研究的热点之一。 

提高图像空间分辨率的最直接的措施是采用CCD传感器制造工艺减少像元尺寸，也就是增加CCD传感器单位面积内的像元数。但是当像元尺寸减小时，它所能接收到的真实信号的电磁波辐射能量也减小了，因此很容易受到噪声影响，降低图像质量。为了避免像素尺寸减小引起的图像质量下降，像元尺寸大小存在一个最低下限。据估算，0.35μm规格的互补金属氧化物半导体 (Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)元件，最小允许的像元尺寸为40μm2。目前的CCD传感器制造工艺已经达到了这一极限水平。 

提高图像空间分辨率的另一种措施是增加集成电路板的尺寸，但这会导致电容的增加。较大的电容会抑制电荷转移速率，因此这种措施也不被认为是一种有效措施。并且，在商业应用中制造高空间分辨率的光学CCD传感器的高成本也是要考虑的一个主要因素。 

发明内容

本发明的实施例提供一种提高图像空间分辨率的方法及装置，能够提高图像的空间分辨率。 

一方面，本发明实施例提供了一种提高图像空间分辨率的方法，包括： 

对低分辨率图像中像素点的运动形式进行权重估计，获得所述像素点的至少一个权重值，所述至少一个权重值用于描述所述像素点至少一种运动形式的可能性大小； 

根据预设算法对所述至少一个权重值进行筛选，剔除异常权重值； 

根据筛选后的权重值对至少一帧低分辨率图像进行融合，获得超分辨率图像； 

所述根据预设算法对所述至少一个权重值进行筛选，剔除异常权重值，具体包括： 

根据第一预设算法获得自适应权重阈值； 

保留所述至少一个权重值中属于所述自适应权重阈值范围内的权重值，将所述至少一个权重值中不属于所述自适应权重阈值范围内的权重值置为0； 

所述根据预设算法对所述至少一个权重值进行筛选，剔除异常权重值，进一步具体包括： 

将所述至少一个权重值中最大的权重值确定为主权重值，将所述主权重值描述的运动形式确定为所述像素点的主运动； 

根据第二预设算法以及所述主权重值，在所述至少一个权重值中确定至少一个辅权重值，将所述至少一个辅权重值描述的至少一种运动形式确定为所述 像素点的辅运动； 

保留所述主权重值以及所述至少一个辅权重值，将所述至少一个权重值中除所述主权重值以及所述至少一个辅权重值以外的其他权重值置为0。 

另一方面，本发明实施例提供了一种提高图像空间分辨率的装置，包括： 

权重估计单元，用于对低分辨率图像中像素点的运动形式进行权重估计，获得所述像素点的至少一个权重值，所述至少一个权重值用于描述所述像素点至少一种运动形式的可能性大小； 

权重筛选单元，用于根据预设算法对所述权重估计单元估计的所述至少一个权重值进行筛选，剔除异常权重值； 

图像融合单元，用于根据所述权重筛选单元筛选后的权重值对至少一帧低分辨率图像进行融合，获得超分辨率图像； 

所述权重筛选单元具体包括：