[发明专利]3D纹理的超分辨率的图像生成设备和方法

权利要求书

1.一种图像生成设备，所述图像生成设备基于关于对象的表面的表面结构的信息来生成更加清晰地表示出所述表面结构的所述对象的高质量图像，由光源照亮并且从视点观察所述高质量图像的所述对象，所述图像生成设备包括：

信息获得单元，配置为获得所述光源的位置信息、所述视点的位置信息以及关于所述表面结构的几何法线信息；

几何参数计算单元，配置为：针对所述表面中与所述高质量图像中的像素相对应的每一个点，通过使用所述光源的所述位置信息、所述视点的所述位置信息以及所述几何法线信息执行预定的算法运算来计算关于所述表面结构的第一几何参数；

存储有实例的高分辨率数据库单元，所述实例是指示所述表面的一部分的细微结构并且具有比所述几何法线信息的空间分辨率高的空间分辨率的几何参数；

实例扩展单元，配置为：从所述高分辨率数据库单元中读出所述实例，并且在空间上增大所读出的实例以使得由所读出的实例指示的空间区域覆盖所述高质量图像中的所述对象的表面；

几何参数修改单元，配置为通过使用由所述实例扩展单元扩展的所述区域修改所述第一几何参数来计算修改的几何参数；以及

图像生成单元，配置为：通过将所述修改的几何参数应用到用于决定所述每一个点的像素值的反射模型来计算所述像素值，从而生成所述高质量图像。

2.根据权利要求1所述的图像生成设备，

其中所述第一几何参数是(i)通过将指示所述光源的方向的单位向量与指示所述视点的方向的单位向量相加而生成的半向量与(ii)与所述第一几何参数相对应的点的几何法线向量之间的角度的值。

3.根据权利要求1所述的图像生成设备，

其中所述信息获得单元配置为：通过根据由捕获所述对象的图像的立体相机、测距器和另一形状检测设备的其中之一生成的信息来计算所述几何法线信息，以获得所述几何法线信息。

4.根据权利要求1所述的图像生成设备，

其中所述反射模型是使用关于所述高质量图像中的点的所述几何法线信息、所述视点的所述位置信息以及几何参数来计算所述点的像素值的数学表达式，并且

所述图像生成单元配置为通过将所述修改的几何参数、由所述信息获得单元获得的所述几何法线信息和所述视点的所述位置信息应用到所述反射模型来计算所述每一个点的所述像素值。

5.根据权利要求1所述的图像生成设备，还包括：

第一图像捕获单元，配置为通过捕获所述对象的图像来生成第一图像；

第二图像捕获单元，配置为通过捕获所述对象的一部分的图像来生成第二图像，所述对象的该部分的图像具有比所述第一图像的分辨率高的分辨率，所述对象的该部分与所述第一图像的高亮区域相对应以在所述高质量图像中具有较高质量；

第二几何参数估计单元，配置为使用由所述第二图像捕获单元生成的所述第二图像的像素值作为目标函数来估计第二几何参数，所述第二几何参数指示所述对象的所述表面的所述表面结构；以及

实例生成单元，配置为将由所述第二几何参数估计单元估计的所述第二几何参数设置为所述实例，并且将所述实例存储在所述高分辨率数据库单元中。

6.根据权利要求5所述的图像生成设备，

其中所述第二图像捕获单元配置为通过将所述部分变焦得比捕获所述第一图像更大来捕获所述部分的图像，以生成所述第二图像。

7.根据权利要求1所述的图像生成设备，

其中所述信息获得单元配置为获得所述光源的多条位置信息，

所述几何参数计算单元配置为针对由所述信息获得单元获得的所述光源的所述多条位置信息中的每一条计算所述第一几何参数，

所述几何参数修改单元配置为针对由所述信息获得单元获得的所述光源的所述多条位置信息中的每一条计算所述修改的几何参数，以及

所述图像生成单元配置为针对由所述信息获得单元获得的所述光源的所述多条位置信息分别生成所述高质量图像。