[发明专利]图像处理设备和方法

权利要求书

1.一种图像处理设备，所述图像处理设备包括：

光场数据位置确定器，被构造为根据期望的聚焦位置，确定与场景对应的光场数据中的一部分光场数据的位置；

重新聚焦图像生成器，被构造为通过使用位置确定的所述一部分光场数据生成重新聚焦的第一图像；

高分辨率图像生成器，被构造为生成包括相对于重新聚焦的第一图像的预定设置比率的高分辨率图像；

合成比率确定器，被构造为通过使用关于位置确定的所述一部分光场数据的相似性，确定高分辨率图像和重新聚焦的第一图像的放大图像之间的局部合成比率；以及

图像合成器，被构造为根据局部合成比率，通过合成高分辨率图像和重新聚焦的第一图像的放大图像来生成合成图像。

2.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，光场数据位置确定器还被构造为：

设置与表示场景的图像的一部分对应并包括期望的聚焦位置的第二图像；

当改变变化的α值时生成第二图像的多个重新聚焦图像，所述变化的α值表示成像平面和重新聚焦平面之间的关系；

从变化的α值确定最终α值，所述最终α值允许生成第二图像的最高清晰度的重新聚焦图像；以及

通过使用确定的最终α值确定所述一部分光场数据的位置。

3.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，合成比率确定器还被构造为：确定局部合成比率，以使对于包括关于位置确定的所述一部分光场数据的较高相似性的部分，以较高的合成比率合成高分辨率图像。

4.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，合成比率确定器包括：

非均匀映射生成器，被构造为生成表示在确定位置的光场数据的强度的非均匀性的非均匀映射；

比率非均匀映射生成器，被构造为通过使用非均匀映射，生成包括关于高分辨率图像和重新聚焦的第一图像的放大图像之间的局部合成比率的信息的比率非均匀映射；以及

比率非均匀映射放大器，被构造为以所述设置比率放大比率非均匀映射。

5.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，图像合成器还被构造为：

以所述设置比率放大重新聚焦的第一图像；以及

以确定的局部合成比率合成重新聚焦的第一图像的放大图像和高分辨率图像。

6.如权利要求2所述的图像处理设备，其中，高分辨率图像生成器包括：

图像帧确定器，被构造为通过使用位置确定的所述一部分光场数据确定标准图像帧和至少一个参考图像帧，所述一部分光场数据包括由确定的最终α值确定的位置；

点扩散函数确定器，被构造为基于所述至少一个参考图像帧相对于标准图像帧的亚像素位移的量，确定点扩散函数；

图像插值器，被构造为通过对标准图像帧进行插值生成包括比标准图像帧更高分辨率的高分辨率标准图像帧；以及

图像恢复器，被构造为通过使用生成的高分辨率标准图像帧、点扩散函数和所述至少一个参考图像帧更新高分辨率标准图像帧来恢复高分辨率图像。

7.如权利要求6所述的图像处理设备，其中，亚像素位移的量表示与标准图像帧对应的光场数据和与每个参考图像帧对应的光场数据之间的位置差。

8.如权利要求6所述的图像处理设备，其中，图像帧确定器还被构造为：

将从一个角度看到的视图图像确定为标准图像帧；以及

通过使用位置确定的所述一部分光场数据将从另一角度看到的至少一个视图图像确定为参考图像帧，所述一部分光场数据包括由最终α值确定的位置。

9.如权利要求6所述的图像处理设备，其中，点扩散函数确定器还被构造为：基于每个参考图像帧相对于标准图像帧的亚像素位移的量，将二维高斯函数确定为点扩散函数。

10.如权利要求6所述的图像处理设备，其中，图像恢复器包括：

残差值生成器，被构造为通过使用生成的高分辨率标准图像帧、一个参考图像帧以及基于所述一个参考图像帧和标准图像帧的点扩散函数生成残差值；

图像更新器，被构造为通过使用所述残差值更新高分辨率标准图像帧。

11.如权利要求10所述的图像处理设备，其中，所述残差值包括所述一个参考图像帧减去高分辨率标准图像帧与点扩散函数的卷积的值。