[发明专利]用于使用子像素移位来产生高分辨率图像的成像设备和使用所述成像设备的方法

说明书

提供了用于利用成像传感器产生目标的高分辨率图像的成像设备和使用所述成像设备的方法。所述方法由以下步骤组成：从目标大小确定要产生的图像的分辨率要求；捕获目标的多个个体低分辨率图像，所捕获的个体图像的最小数目基于在确定分辨率要求步骤中确定的分辨率要求；在捕获多个低分辨率图像步骤中在个体低分辨率图像的捕获之间将OIS模块移动到特定位置，所述特定位置基于确定分辨率要求步骤中的分辨率要求；以及处理所述多个低分辨率图像以产生高分辨率图像。

技术领域

本发明涉及基于图像的感测，并且特别地涉及使用成像传感器以产生高分辨率图像。

背景技术

一般而言，基于图像的数据录入，包括光学字符识别和条形码扫描，以及用于过程控制和安全性的基于图像的感测例如遭受由输入图像的质量施加的限制。虽然每一个应用将对输入图像质量具有不同敏感性，但是常见图像质量问题包括模糊、不足光照和不足分辨率。为了减少光照欠佳的照片中的模糊，光学图像稳定（OIS）是移动电话相机的日益常见的特征。

高分辨率图像传感器在一致地得到质量图像方面是有用的。然而，高分辨率传感器包括在相机中增加相机的成本并且对于成像应用而言并不总是必要的。

因此，存在对于较低成本、灵活的解决方案的需要，该解决方案用于在没有高分辨率传感器的成本的情况下按需获取高分辨率图像。

发明内容

发明人已经发现，虽然OIS已被开发成缓解运动模糊，但是给出适当的硬件控制和图像处理，相同的OIS硬件可以用于产生具有比图像传感器所提供的更高分辨率的图像。

相应地，在一个方面中，本发明包含一种利用与OIS模块相关联的成像传感器（例如低或较低分辨率成像传感器）产生目标的高分辨率图像的方法。

在示例性实施例中，该方法由以下步骤组成：从目标大小确定要产生的图像的分辨率要求；捕获目标的多个个体低分辨率图像，（所捕获的个体图像的最小数目基于在确定分辨率要求步骤中确定的分辨率要求）；在捕获多个低分辨率图像步骤中在个体低分辨率图像的捕获之间将OIS模块移动到特定位置，（特定位置基于确定分辨率要求步骤中的分辨率要求）；以及处理所述多个低分辨率图像以产生高分辨率图像（即比低（或较低）分辨率图像更高分辨率的图像）。处理步骤通过以下方式来完成：从所捕获到的多个低分辨率图像产生目标的具有超分辨率的模糊图像；以及对模糊的高分辨率图像进行去模糊以生成高分辨率图像（即比较低分辨率图像更高分辨率的图像）。

在该方法的另一示例性实施例中，分辨率要求包括分辨率量值和方向。

在该方法的另一示例性实施例中，所捕获到的低分辨率图像由像素组成。经去模糊的高分辨率图像中的每一个像素在低分辨率图像中具有至少一个对应像素。

在另一示例性实施例中，该方法还包括以下步骤：确定针对线性方程组的矩阵，该矩阵基于确定分辨率限制的步骤而对模糊的高分辨率图像进行建模。去模糊步骤通过应用和求解线性方程组来完成。

在该方法的另一示例性实施例中，去模糊矩阵是高斯核。

在该方法的又一示例性实施例中，去模糊步骤通过以下步骤来完成：向具有超分辨率的模糊图像应用傅里叶变换；在频域中对傅里叶变换进行相乘；以及向乘积应用傅里叶变换的逆变换以便生成高分辨率图像。

在该方法的另一示例性实施例中，处理所述多个低分辨率图像以产生高分辨率图像的步骤通过向所述多个低分辨率图像应用后向投影算法来完成。

在该方法的另一示例性实施例中，所捕获到的低分辨率图像由像素组成。确定要产生的图像的分辨率要求的步骤包括确定OIS的数目和移位位置，使得模糊的高分辨率图像中的所有像素对应于低分辨率图像中的至少一个像素。

在该方法的另一示例性实施例中，应用后向投影算法的步骤包括在处理中合并关于目标的在先信息以解决非单值性。