RU2664540C2 - Способ повышения разрешения изображения - Google Patents
Способ повышения разрешения изображения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664540C2 RU2664540C2 RU2016117565A RU2016117565A RU2664540C2 RU 2664540 C2 RU2664540 C2 RU 2664540C2 RU 2016117565 A RU2016117565 A RU 2016117565A RU 2016117565 A RU2016117565 A RU 2016117565A RU 2664540 C2 RU2664540 C2 RU 2664540C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pse
- values
- photosensitive
- parameters
- output signal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000899 pressurised-fluid extraction Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000009268 pathologic speech processing Effects 0.000 description 1
- 208000032207 progressive 1 supranuclear palsy Diseases 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
- G06T3/4053—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on super-resolution, i.e. the output image resolution being higher than the sensor resolution
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Способ повышения разрешения изображения заключается в приеме оптического излучения матричным фотоприемником (МФПУ), измерении и запоминании параметров выходных сигналов фоточувствительных элементов (ФЧЭ) МФПУ и формировании по их значениям изображения. При этом одновременно по всем ФЧЭ МФПУ последовательно закрывают участки фоточувствительной поверхности каждого ФЧЭ МФПУ и измеряют параметры выходного сигнала каждого ФЧЭ МФПУ. Значения параметров выходного сигнала, соответствующих закрытому участку, определяют путем вычитания значений параметров выходного сигнала, полученных при его закрытии, из запомненных значений параметров выходного сигнала в открытом состоянии. Технический результат заключается в повышении разрешающей способности оптико-электронных средств, формирующих изображение объектов. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области получения изображений с помощью оптико-электронных приборов и может быть использовано в системах оптико-электронного наблюдения, обработки изображений и т.п.
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к заявленному изобретению является способ получения изображения, основанный на приеме оптического излучения матричным фотоприемным устройством (МФПУ), измерении и запоминании параметров выходных сигналов фоточувствительных элементов (ФЧЭ) МФПУ и формировании по их значениям изображения (см., например, Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов: Учебник для студентов вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Логос, 1999, с. 199-207). Основные недостатки способа заключены в фиксированной разрешающей способности, определяемой количеством ФЧЭ МФПУ и размерами их фоточувствительной поверхности (ФЧП), что обусловлено технологическими ограничениями создания матриц с большой плотностью чувствительных элементов.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение разрешающей способности оптико-электронных средств, формирующих изображение объектов.
Технический результат достигается тем, что в известном способе повышения разрешения изображения, основанном на приеме оптического излучения МФПУ, измерении и запоминании параметров выходных сигналов ФЧЭ МФПУ и формировании по их значениям изображения, одновременно по всем ФЧЭ МФПУ последовательно закрывают участки ФЧП каждого ФЧЭ МФПУ, равные площадью Si=S/N, где S - площадь ФЧП ФЧЭ, - номер пространственного положения участка поверхности ФЧЭ, N - общее число пространственных положений участков для каждого ФЧЭ, и измеряют параметры выходного сигнала каждого ФЧЭ МФПУ, получают значения параметров выходного сигнала, соответствующих закрытому Si участку ФЧП каждого ФЧЭ
МФПУ путем вычитания значений параметров выходного сигнала, полученных при закрытии Si участка ФЧП каждого ФЧЭ МФПУ, из запомненных значений параметров выходного сигнала, соответствующих каждому ФЧЭ МФПУ, полученных при полностью открытой его ФЧП, и запоминают их значения, формируют из запомненных значений параметров выходного сигнала, соответствующих закрытым Si участкам ФЧП каждого ФЧЭ МФПУ, изображение.
Одной из основных характеристик качества изображений, получаемых с помощью МФПУ, является разрешающая способность, которая напрямую определяется количеством ФЧЭ в матрице и размером их ФЧП. Следовательно, детальность и качество изображения можно повысить путем изменения этих параметров. Однако физическое увеличение количества ФЧЭ при неизменных размерах самой матрицы ограничивается технологическими возможностями (см., например, Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов: Учебник для студентов вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Логос, 1999, с. 199-207). Сущность предлагаемого способа заключена в ограничении части падающего оптического потока на каждый ФЧЭ МФПУ в соответствии с заданным числом увеличения разрешающей способности МФПУ. При этом ограничение части оптического потока осуществляется последовательным перекрытием на входе каждого ФЧЭ участка площади его ФЧП, а изображение формируется на основе разностей значений параметров выходных сигналов, полученных при полностью открытой ФЧП каждого ФЧЭ МФПУ и при закрытии ее участка.
На фигуре 1 представлена схема, поясняющая принцип повышения разрешающей способности, на котором основан способ (где: 1 - источник оптического излучения (ИОИ), излучающий (например) две полосы разной интенсивности 2 и 3; 4 - объектив; 5 - ФЧЭ; 6 - элемент (экран), перекрывающий часть падающего оптического излучения от ИОИ; 7 и 8 - этапы повышения разрешающей способности).
Излучение ИОИ 1, состоящее из двух полос разной интенсивности 2 и 3, проходя через объектив 4, фокусируется на ФЧП ФЧЭ 5 (этап 7). На выходе ФЧЭ 5 появится выходной сигнал, параметры которого пропорциональны суммарному уровню освещенности ФЧП ФЧЭ 5. При сохранении неизменности характеристик ИОИ 1, объектива 4 и ФЧЭ 5 перекрывают половину ФЧП ФЧЭ 5 непрозрачным элементом 6 (этап 8). На выходе ФЧЭ 5 появится выходной сигнал, параметры которого пропорциональны уровню освещенности ФЧП ФЧЭ 5, если бы ИОИ 1 излучал бы только одну полосу 2. Разность параметров выходных сигналов, полученных при полностью открытой и закрытой части ФЧП ФЧЭ 5, соответствует уровню освещенности ФЧП ФЧЭ 5, если бы ИОИ 1 излучал бы только одну полосу 3. Таким образом, в результате перекрытия части оптического потока на входе ФЧЭ 5 получены два выходных сигнала, что эквивалентно использованию двухэлементного фотоприемника и соответствует увеличению разрешающей способности ФЧЭ 5 в два раза.
На фигуре 2 представлена схема, поясняющая существо предлагаемого способа, (где: 9 - МФПУ с матрицей ФЧЭ 2×2; 10 - ФЧЭ МФПУ; 11 - участок разбиения ФЧП ФЧЭ МФПУ; 12 - непрозрачный элемент, перекрывающий часть оптического потока, равный по своим размерам участку разбиения ФЧП ФЧЭ). Разрешающую способность МФПУ 9 необходимо увеличить в N раз (например, N=4). Для этого ФЧП каждого ФЧЭ 10 условно разбивают на N одинаковых по площади участков 11. Каждому участку присваивается номер, определяющий последовательность их выбора. Размер площади участка 11 ФЧП ФЧЭ 10 определяется соотношением Si=S/N, где Si - площадь участка 11 ФЧП ФЧЭ 10, S - площадь ФЧП ФЧЭ 10, - номер участка ФЧП ФЧЭ 10, N - число раз увеличения разрешающей способности МФПУ 9 и соответственно количество раз перекрытия оптического потока на каждом ФЧЭ 10. Осуществляют прием оптического излучения МФПУ 9 и параметры выходного сигналов каждого его ФЧЭ 10 запоминают. Далее, в соответствии с нумераций последовательно закрывают ФЧП каждого ФЧЭ 10 непрозрачным элементом 12 площадью Si. Оставшейся открытой площадью ФЧП каждого ФЧЭ 10 осуществляют прием оптического излучения и измерение параметров выходного сигнала, значения которых вычитают из значений параметров выходного сигнала, соответствующих освещенности полностью открытой ФЧП каждого ФЧЭ 10, и запоминают. При этом полученные значения разностей соответствуют параметрам выходных сигналов ФЧЭ, если бы ФЧЭ принимали оптическое излучение Si частью ФЧП. По завершению описанной процедуры для всех участков ФЧП каждого ФЧЭ 10 МФПУ 9 с использованием полученных значений разностей параметров выходных сигналов ФЧЭ формируют изображение с увеличенным разрешением в N раз.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ повышения разрешения изображения, основанный на приеме оптического излучения МФПУ, измерении и запоминании параметров выходных сигналов ФЧЭ МФПУ и формировании по их значениям изображения, одновременном по всем ФЧЭ МФПУ последовательном закрытии участков ФЧП каждого ФЧЭ МФПУ, равных площадью Si=S/N, где S - площадь ФЧП ФЧЭ, - номер пространственного положения участка поверхности ФЧЭ, N - общее число пространственных положений участков для каждого ФЧЭ, и измерении параметров выходного сигнала каждого ФЧЭ МФПУ, получении значений параметров выходного сигнала, соответствующих закрытому Si участку ФЧП каждого ФЧЭ МФПУ путем вычитания значений параметров выходного сигнала, полученных при закрытии Si участка ФЧП каждого ФЧЭ МФПУ из запомненных значений параметров выходного сигнала, соответствующих каждому ФЧЭ МФПУ, полученных при полностью открытой его ФЧП, и запоминании их значений, формировании из запомненных значений параметров выходного сигнала, соответствующих закрытым Si участкам ФЧП каждого ФЧЭ МФПУ, изображения.
Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые оптические, радиотехнические и механические узлы и устройства.
Claims (1)
- Способ повышения разрешения изображения, основанный на приеме оптического излучения матричным фотоприемным устройством, измерении и запоминании параметров выходных сигналов фоточувствительных элементов матричного фотоприемного устройства и формировании по их значениям изображения, отличающейся тем, что одновременно по всем фоточувствительным элементам матричного фотоприемного устройства последовательно закрывают участки фоточувствительной поверхности каждого фоточувствительного элемента матричного фотоприемного устройства, равные площадью Si=S/N, где S - площадь фоточувствительной поверхности фоточувствительного элемента, - номер пространственного положения участка поверхности фоточувствительного элемента, N - общее число пространственных положений участков для каждого фоточувствительного элемента, и измеряют параметры выходного сигнала каждого фоточувствительного элемента матричного фотоприемного устройства, получают значения параметров выходного сигнала, соответствующих закрытому Si участку фоточувствительной поверхности каждого фоточувствительного элемента матричного фотоприемного устройства, путем вычитания значений параметров выходного сигнала, полученных при закрытии Si участка фоточувствительной поверхности каждого фоточувствительного элемента матричного фотоприемного устройства, из запомненных значений параметров выходного сигнала, соответствующих каждому фоточувствительному элементу матричного фотоприемного устройства, полученных при полностью открытой его фоточувствительной поверхности, и запоминают их значения, формируют из запомненных значений параметров выходного сигнала, соответствующих закрытым Si участкам фоточувствительной поверхности каждого фоточувствительного элемента матричного фотоприемного устройства, изображение.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016117565A RU2664540C2 (ru) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | Способ повышения разрешения изображения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016117565A RU2664540C2 (ru) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | Способ повышения разрешения изображения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016117565A RU2016117565A (ru) | 2017-11-10 |
RU2664540C2 true RU2664540C2 (ru) | 2018-08-20 |
Family
ID=60263956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016117565A RU2664540C2 (ru) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | Способ повышения разрешения изображения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2664540C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2724151C1 (ru) * | 2019-12-23 | 2020-06-22 | Олег Вадимович Смынтына | Способ повышения разрешения изображений, получаемых с помощью матричных фотоприемников |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090046952A1 (en) * | 2007-08-08 | 2009-02-19 | Microsoft Corporation | Super-resolution in periodic and aperiodic pixel imaging |
US20110090386A1 (en) * | 2008-04-10 | 2011-04-21 | Changchun Institute Of Optics, Fine Mechanics And Physics, Chinese Academy Of Sciences | Ccd fixel element with geometry capable of improving resolution |
RU2431889C1 (ru) * | 2010-08-06 | 2011-10-20 | Дмитрий Валерьевич Шмунк | Способ суперразрешения изображений и нелинейный цифровой фильтр для его осуществления |
-
2016
- 2016-05-04 RU RU2016117565A patent/RU2664540C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090046952A1 (en) * | 2007-08-08 | 2009-02-19 | Microsoft Corporation | Super-resolution in periodic and aperiodic pixel imaging |
US20110090386A1 (en) * | 2008-04-10 | 2011-04-21 | Changchun Institute Of Optics, Fine Mechanics And Physics, Chinese Academy Of Sciences | Ccd fixel element with geometry capable of improving resolution |
RU2431889C1 (ru) * | 2010-08-06 | 2011-10-20 | Дмитрий Валерьевич Шмунк | Способ суперразрешения изображений и нелинейный цифровой фильтр для его осуществления |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Orly Yadid-Pecht Geometrical modulation transfer function for different pixel active area shapes Optical Engineering, Vol. 39, No. 4, April 2000, стр. 859-865. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2724151C1 (ru) * | 2019-12-23 | 2020-06-22 | Олег Вадимович Смынтына | Способ повышения разрешения изображений, получаемых с помощью матричных фотоприемников |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016117565A (ru) | 2017-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10509126B2 (en) | Method for driving a time-of-flight system | |
KR101612165B1 (ko) | 초고해상도 이미지 생성 방법 및 이를 구현하기 위한 비선형 디지털 필터 | |
US10928518B2 (en) | Range image generation apparatus and range image generation method | |
US9497397B1 (en) | Image sensor with auto-focus and color ratio cross-talk comparison | |
JP2018509061A (ja) | 画像センサ及び画素情報出力方法、位相差オートフォーカス方法、結像装置及び端末 | |
US20080308712A1 (en) | Image capturing apparatus | |
CN107707789B (zh) | 提供场景彩色高分辨率图像的方法、计算设备和存储介质 | |
CN102682440A (zh) | 图像处理设备、摄像设备和图像处理方法 | |
EP2988488A1 (en) | Image processing apparatus, image processing apparatus control method, image pickup apparatus, and image pickup apparatus control method | |
WO2016056279A1 (ja) | 画像処理装置、撮像装置および撮像方法 | |
CN108848320A (zh) | 深度检测系统及其曝光时间调整方法 | |
Yu et al. | Single-photon compressive imaging with some performance benefits over raster scanning | |
RU2664540C2 (ru) | Способ повышения разрешения изображения | |
CN111669523B (zh) | 像素校正 | |
JPWO2016103566A1 (ja) | 画像処理方法及び画像処理装置 | |
US11223787B2 (en) | Information processing apparatus, information processing method, and imaging apparatus | |
KR20130080749A (ko) | 이미지 센서, 이미지 센싱 방법 및 이미지 센서를 포함하는 이미지 캡쳐 장치 | |
RU2633758C1 (ru) | Телевизионная камера повышенной чувствительности для панорамного компьютерного наблюдения | |
KR101701138B1 (ko) | 해상도 및 초점 향상 | |
KR20210043933A (ko) | 이미지 처리 장치 및 이미지 처리 방법 | |
US20150373249A1 (en) | Image capturing apparatus, method for controlling the same, and storage medium | |
JP2011080843A (ja) | 立体形状測定システム及び立体形状測定方法 | |
JP2008016961A (ja) | 撮像装置および読出制御方法 | |
CN108551555A (zh) | 一种使用cmos探测器的工业相机的自动曝光方法 | |
JP2016134732A (ja) | 撮像装置及び撮像方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180505 |