JP2004272895A - 複数の低解像度の画像を使用して解像度が向上された画像を生成するための方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】移動する対象物に関連する一連の低解像度の画像と、静止しているシーンに関連する一連の低解像度の画像とによって解像度が向上された画像の再構成を迅速に行う。
【選択図】図1
Description
[1]1991年、CVGIP:Graphical Models and Image Proc.の第53巻、231〜239頁に掲載のM.IraniおよびS.Pelegの「画像位置合わせによる解像度の改善」(Improving Resolution by Image Registration)
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[3]1994年、NASA Technical Report FIA−94−12掲載のP.Cheeseman、B.Kanefsky、R.Kruft、J.StutzおよびR.Hansonの「複数の画像からの超解像面再構成」(Super−Resolved Surface Reconstruction from Multiple Images)
[4]1992年、カリフォルニア州サンフランシスコ開催の音響、音声および信号処理に関するIEEE国際会議第III巻、169〜172頁に掲載のA.M.Tekalp、M.K.OzkanおよびM.I.Sezanの「解像度の低い一連の画像に対する解像度の高い画像の再構成および空間変化画像の復元」(High−Resolution Image Reconstruction for Lower−Resolution Image Sequences and Space−Varying Image Restoration)
[5]1992年、マサチューセッツ州レディング、アディソン−ウェズリー社刊(Addison−Wesley)、R.C.GonzalezおよびR.E.Woodsの「デジタル画像処理」(Digital Image Processing)
[6]2001年、ニューヨーク州、ワイリー社刊(Wiley)、W.K.Prattの「デジタル画像処理」(Digital Image Processing)第2版
[7]米国特許第6,330,344号
[8]米国特許第5,969,848号
次に、本発明の方法では、ステップS12が実行され、M個の第1の画像の中の1つの画像をプロトタイプ画像として選択し、選択されなかった(M−1)個の第1の画像を(M−1)個の第2の画像に関連付ける。
次に、ステップS22が実行され、ステップS20で計算した差の平均により、補間済みのプロトタイプ画像のピクセルの値が調整される。
(a)i番目の第2の画像上に、少なくとも1つの注目点Pi(x,y)を割り当てる。各注目点は、補間済みのプロトタイプ画像上のローカル・ウィンドウ(w)および点(u,v)に対応する。
(b)各注目点Pi(x,y)と、その対応する点(u,v)との間の絶対差(LADi(x,y;u,v))を下式により計算する。
この好ましい実施形態では、より正確な画像位置合わせを取得し、そして移動する対象物の解像度が向上された画像を再構成するために、下記の制限により注目点を選択する。
b.低解像度の画像上の各注目点に対する、シミュレートされた解像度向上画像上の対応する点に対応する計算量は、周辺の点の計算量より多くなければならない。
上記技術は、図4Aに示すように、ローカル・マッチング技術とも呼ばれる。
他の好ましい実施形態では、(M−1)個の第2の画像は、静止している対象物に関連する一連の低解像度の画像であり、ステップS14において、i番目の第2の画像と補間済みのプロトタイプ画像との間の並進(LTi)を下記ステップにより計算する。
(a)i番目の第2の画像に関する絶対差(GAD(u,v))を下式により計算する。
(b)ステップ(a)で計算した絶対差(GAD(u,v))の最小値(GR(i))を下式により計算する。
ステップS16における自動画像選択の目的は、画像位置合わせのような画像処理プロセスのために役に立つ最小数の低解像度の画像を選択することである。この方法により、解像度が向上された画像の再構成を加速するために、不必要な計算を低減することができる。静止しているシーンまたは移動している対象物に関連する元の低解像度の画像から有用な低解像度の画像を選択する原理は異なる。これらの異なる原理については以下に説明する。
Claims (6)
- あるシーンに関連するM個の第1の低解像度の画像を使用することにより解像度が向上された画像を生成するための方法であって、M個の第1の画像の各々が、均等にサンプリングされ、かつ量子化された一連のピクセルにより表示され、拡大係数の関係が、前記解像度が向上された画像とM個の第1の画像との間に存在しており、
(a)前記M個の第1の画像を記憶するステップと、
(b)M個の第1の画像の中から1つの画像をプロトタイプ画像として選択し、選択されなかった(M−1)個の第1の画像を(M−1)個の第2の画像と関連付けるステップと、
(c)拡大係数に基づいて特別なピクセルを前記プロトタイプ画像の一連のピクセル内に補間し、次に、隣接するピクセルの値により前記特別なピクセルの値を推定して補間済みのプロトタイプ画像を生成し、前記(M−1)個の第2の画像の各々と前記補間済みのプロトタイプ画像との間の各並進を計算するステップと、
(d)前記(M−1)個の第2の画像の並進をそれぞれ前記拡大係数により除算して前記(M−1)個の第2の画像の並進に関するモジュラスを取得し、ある基準に基づいてその関連モジュラスが同じである前記第2の画像から1つの画像を選択し、その関連モジュラスが同じでない残りの第2の画像と一緒に、前記選択された第2の画像をN個の第3の画像と関連付けるステップであって、Nが(M−1)以下であるステップと、
(e)前記N個の第3の画像の各々と前記補間済みのプロトタイプ画像との間の各並進により前記補間済みのプロトタイプ画像をN回ダウン・サンプリングして、それぞれがN個の第3の画像の1つに対応するN個の第4の画像を生成するステップと、
(f)前記N個の第3の画像の各々と前記対応する第4の画像との間の差を計算するステップと、
(g)前記補間済みのプロトタイプ画像のピクセルの値を、ステップ(f)で計算された差の平均により調整するステップと、
(h)前記補間済みのプロトタイプ画像のピクセルの値が、満足のいく結果に収束するまでステップ(e)〜ステップ(g)を反復し、そのピクセルの値が前記満足のいく結果に収束する前記補間済みのプロトタイプ画像を前記解像度が向上された画像に関連付けるステップとを備える方法。 - ステップ(c)において、一次補間、三次補間および五次補間からなるグループから選択された1つの補間に基づいて、前記特別なピクセルの値を推定する、請求項3に記載の方法。
- 前記i番目の第2の画像と前記補間済みのプロトタイプ画像との間の前記並進(LTi)が、下記ステップ、すなわち、
(c−1) 前記i番目の第2の画像上に少なくとも1つの注目点Pi(x,y)を割り当てるステップであって、各注目点が、前記補間済みのプロトタイプ画像上のローカル・ウィンドウ(w)および点(u,v)に対応するステップと、
(c−2) 各注目点Pi(x,y)とその対応する点(u,v)との間の絶対差(LADi(x,y;u,v))を下式により計算するステップと、
LTi(x,y)=LRi(x,y)−(x,y)・拡大係数
により計算される、請求項4に記載の方法。
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