[发明专利]生成低分辨率输入数据结构的超分辨率版本的方法和设备

摘要

本发明涉及在单个低分辨率信号可用的情况下，提高常规采样的多维信号的分辨率。这些方法一般被称为基于实例的超分辨率或单幅图像超分辨率。对单幅图像进行超分辨率处理包含三个阶段。首先，对输入图像进行基于内插的放大，接着对低分辨率图像进行等效低通滤波操作。第二阶段包含搜索高分辨率图像中的被检查的片与低分辨率低频图像中的局部邻域中的片(包括部分重叠的片)之间的低频匹配，并累加从低分辨率图像中获得的高频贡献。第三阶段包含将高分辨率图像的低频频带的贡献和外推得到的高频频带相加。

主权项

一种用于对数字1D，2D或3D数据的低分辨率输入数据结构(S0)执行超分辨率处理的方法，包含如下步骤：‑通过第一低通滤波器(Fl,0)滤波(170)输入数据结构(S0)，其中获得低频输入数据结构(L0)；‑计算(180)输入数据结构(S0)与低频输入数据结构(L0)之间的差值，从而生成高频输入数据结构(H0)；‑放大输入数据结构(S0)，并通过第二低通滤波器(Fl,1)滤波(130)放大输入数据结构，其中获得低频放大数据结构(L1)；‑确定低频放大数据结构(L1)中第一位置上的第一片(Pn,L1)；‑在低频输入数据结构(L0)中搜索(152，154)与第一片(Pn,L1)最佳匹配的第一块(Bn,L0)，并确定低频输入数据结构(L0)内的所述第一块(Bn,L0)的位置；‑选择(155)在高频输入数据结构(H0)中在为低频输入数据结构(L0)内的所述第一块(Bn,L0)确定的位置上的第二块(Bn,H0)；‑通过相加将所选第二块(Bn,H0)的像素数据累加(157)到第二片(Pn,H1)上，该第二片是高频放大数据结构(H1,acc)中第一位置上的片，其中高频放大数据结构(H1,acc)在初始时是空的；‑重复(150)如下步骤：确定低频放大数据结构(L1)中的新的片(Pn,L1)，在低频输入数据结构(L0)中搜索(152，154)与所选片(Pn,L1)最佳匹配的块(Bn,L0)，选择(155)高频输入数据结构(H0)中对应的块(Bn,H0)，以及将所选对应的块(Bn,H0)的像素数据累加(157)到高频放大数据结构(H1,acc)中在所述新的片(Pn,L1)的位置上的片(Pn,H1)；以及‑归一化(190)高频放大数据结构(H1,acc)中的累加像素值，从而获得归一化高频放大数据结构(H1)，其中归一化(190)的步骤包含：对于当前像素，将所述当前像素的累加值除以对所述当前像素的累加值已经做出贡献的像素的数量；以及‑将归一化高频放大数据结构(H1)与低频放大数据结构(L1)相加，从而获得超分辨率数据结构(S1)。