[发明专利]用于图像分辨率增强的系统和方法

说明书

公开了用于提供图像分辨率增强的系统和方法的各种技术。例如，一种方法包括：接收包括由像素坐标标识的图像像素的场景的参考图像(例如，可见光图像)；接收场景的较低分辨率目标图像(例如，红外图像)；将目标图像的大小调整为更大的尺寸；确定每个像素坐标的自适应形状邻域，其中自适应形状邻域从每个像素坐标延伸，使得在形状自适应邻域内的那些参考图像像素满足规则性条件；针对每个自适应形状邻域，基于自适应形状邻域内的那些目标图像像素确定局部估计；并且聚合与自适应形状邻域相关联的局部估计，以提供与具有提高的分辨率的目标图像相应的全局估计。还公开了一种被配置为执行这种方法的系统。

相关申请交叉引用

本申请要求于2016年1月8日递交的、名称为“SYSTEMS AND METHODS FOR IMAGERESOLUTION ENHANCEMENT(用于图像分辨率增强的系统和方法)”的美国临时专利申请No.62/276,800的权益，该美国临时专利申请的内容通过引用整体结合于此。

技术领域

本发明的一个或多个实施例总体涉及成像处理，并且更具体地，例如，涉及增强图像的分辨率。

背景技术

已经开发了超分辨率技术来增强由这种系统捕获的成像系统或图像的分辨率。然而，传统的超分辨率技术通常限于增强已经在图像中捕获的信息，例如，通过抑制噪声、抗锯齿或外插和内插像素信息。因此，传统的超分辨率技术不足以显示真实的结构细节和定义，这些细节和定义将在真正更高分辨率的图像版本中被捕获。

传统超分辨率技术的这些缺点通常使得它们不适于实现期望的图像分辨率和定义，其中原始图像包含不充分的信息。例如，由一些成像传感器和设备(诸如红外(IR)成像传感器、光子混合器设备(PMD)或其他飞行时间(ToF)成像传感器、激光成像检测和测距(LIDAR)设备)产生的原生图像通常具有低分辨率、低清晰度和/或低信噪比(SNR)，这是因为这些传感器和设备工作的特定模态或光谱。虽然希望获得由这种成像传感器和设备捕获的图像的真实更高分辨率版本，但是传统的超分辨率技术可能并不合适。

发明内容

公开了用于增强图像的分辨率、清晰度和/或信噪比(SNR)以提供更清晰的、更易理解、更加视觉上令人愉悦的和更富内容的图像和视频用于查看和进一步图像处理的系统和方法的各种技术。例如，在一个实施例中，一种方法包括：接收场景的参考图像，该参考图像包括由像素坐标标识的参考图像像素；接收场景的目标图像，该目标图像的分辨率低于参考图像；将目标图像的大小调整为更大的图像尺寸，经大小调整的目标图像包括由相应的参考图像像素的像素坐标标识的目标图像像素；确定每个像素坐标的自适应形状邻域，其中自适应形状邻域从每个像素坐标延伸，使得在形状自适应邻域内的那些参考图像像素满足规则性条件(regularity condition)；针对每个自适应形状邻域，基于自适应形状邻域内的那些目标图像像素确定局部估计；并且聚合与自适应形状邻域相关联的局部估计，以提供与具有提高的分辨率的目标图像相对应的全局估计。根据一些实施例，该方法还可以对作为三维(3-D)体积或点云图像的参考图像和目标图像执行，以增强目标3-D图像。

根据一些实施例，参考图像可以是由可见光成像传感器捕获的可见光图像，并且目标图像可以是由红外(IR)成像传感器捕获的IR图像。在其他实施例中，参考图像可以由计算机断层扫描(CT)扫描仪或磁共振成像(MRI)设备捕获，并且目标图像由正电子发射断层扫描(PET)扫描仪、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)扫描仪、超声成像设备捕获。