[发明专利]图像处理设备和方法及使用其的电子设备

说明书

技术领域

本公开涉及图像处理领域，具体地，涉及能够将低分辨率图像重建为高分辨率图像的图像处理设备和方法以及使用所述图像处理设备和方法的电子设备。

背景技术

图像超分辨率是当前图像处理领域的一个热点。图像超分辨率方法是指从低分辨率(LD)图像重建高分辨率(HD)图像的方法。为了从低分辨率图像重建高分辨率图像，可以事先收集大量低分辨率图像以及与之对应的高分辨率图像。这些彼此对应的低分辨率图像和高分辨率图像分别被划分成多个局部图像块。这样的图像块一般很小，如3×3像素或5×5像素等，以保证其局部性。当利用一个低分辨率图像进行超分辨率重建时，可将其划分成多个图像块，从预先收集的低分辨率图像块中寻找与每一图像块最匹配的图像块，并利用对应的高分辨率图像块形成高分辨率图像。

在图像的重建过程中，如果以彼此完全独立的方式选择各个图像块，则重建的高分辨率图像的连续性难以得到保证，表现为重建的高分辨率图像中存在较大的噪声。针对这个问题，已提出了一种在选择与低分辨率图像块对应的高分辨率图像块时加入与前一已重建图像块间的重叠区域的误差估计并选择能够最优化与低分辨率图像块之间外观差异和重叠区域误差之和的高分辨率图像块从而重建高分辨率图像的方法。相关文献包括：Freeman，W.T.、Jones，T.R.和Pasztor，E.C.所著的“Example-Based Super-Resolution”(刊于IEEE Computer Graphics and Applications，22(2)：56-65，2002年)(称为相关文献1)。

发明内容

本公开的发明人发现，在相关文献1所披露的图像超分辨率方法中，图像重建过程必须按照从左到右、从上到下的光栅扫描(raster scan)顺序进行。也就是说，当前图像块与前一图像块的重叠区域包括图像块的左部和上部。这种方法改善了重建图像块间的连续性，使得重建的高分辨率图像具有较小的噪声。然而，在利用这种方法进行图像重建的过程中，如果针对前一图像块做出了错误的选择，那么由于下一图像块会考虑与该前一图像块的连续性，所选择的下一图像块也会因此继续发生选择错误，从而导致错误被传递和放大到整个重建图像。

本公开的一些实施例提供了一种能够将低分辨率图像重建为高分辨率图像的图像处理设备和方法，其中能够避免上述问题的发生。

在下文中给出关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分，也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本公开的一个方面，提供一种图像处理设备，用于根据低分辨率的原始图像来重建高分辨率的重建图像。该图像处理设备可包括：特征点选择装置，用于在所述原始图像中选择至少一个特征点；及图像重建装置，用于获得与所述原始图像中包含所述特征点的第一原始图像块对应的高分辨率的第一重建图像块；并以所述第一原始图像块为中心，根据所述第一重建图像块来重建所述原始图像中位于所述第一原始图像块周围的其他原始图像块的高分辨率的重建图像块，以得到所述原始图像的重建图像。

根据本公开的另一方面，提供一种图像处理方法，用于根据低分辨率的原始图像来重建高分辨率的重建图像。该图像处理方法可包括：在所述原始图像中选择至少一个特征点；以及获得与所述原始图像中包含所述特征点的第一原始图像块对应的高分辨率的第一重建图像块，并以所述第一原始图像块为中心，根据所述第一重建图像块来重建所述原始图像中位于所述第一原始图像块周围的其他原始图像块的高分辨率的重建图像块，以得到所述原始图像的重建图像。

根据本公开的另一方面，提供了一种监控设备，该监控设备包括上述的能够根据低分辨率的原始图像来重建高分辨率的重建图像的图像处理设备。根据本公开的该方面，还提供了一种监控系统，该监控系统包括至少一个监控设备，并且所述至少一个监控设备中的至少一个包括上述的能够根据低分辨率的原始图像来重建高分辨率的重建图像的图像处理设备。

根据本公开的另一方面，提供了一种电视机，该电视机包括上述的能够根据低分辨率的原始图像来重建高分辨率的重建图像的图像处理设备。根据本公开的另一方面，还提供了一种电视机的机顶盒，该机顶盒包括上述的能够根据低分辨率的原始图像来重建高分辨率的重建图像的图像处理设备。

另外，本公开还提供用于实现上述图像处理方法的计算机程序。