画像の解像度を上げる


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数百kS / sで繰り返しサンプリングして数GHzの信号を再構成するオシロスコープ(DSA8300)を知っています。これが2D信号(写真)に拡張できるかどうか疑問に思っていました。市販の16MPカメラを使用して一連の静止画(たとえば4)を撮影して、最終的に32MP画像を再構築できますか?これを行うと、各画像のエイリアスが削除されますか?

そのようなことを単一の画像から試みた場合、新しい情報が導入されていないため、明らかに機能しません。撮影したすべての写真が完全に同一である場合、1つの画像があるのと同じ時点になりますか?バリエーションは不可欠ですか?CCD / CMOSノイズは、そのようなものが機能するのに十分なバリエーションですか?

そのような技術やアルゴリズムの名前はありますか?何を探すべきですか?


CCDノイズは役に立ちませんが、カメラの物理的な動きは役に立ちます。同じカメラを同じ位置に置いて同じシーンの複数の写真を撮影すると、ノイズを減らすことができるだけであり、エイリアシングを減らすことはできません。あなたはまだ同じポイントを測定しています。ただし、互いに1ピクセル未満のオフセットで写真を撮ると、サンプリングレートが効果的に高くなり、エイリアシングを除去できます。
エンドリス

幅が23.6mmのNikon DXがあり、その寸法は4928ピクセルです。これは、センサー上の各フォトサイトの幅〜4.7889ミクロンに相当します。それでは、この量の分数だけカメラを幅軸に沿って移動する必要がありますか?カメラを毎回0.47ミクロン移動させて10枚の写真を撮りますか?そして、高さに沿って同じ?これは、市販のステッピングモーターを使用した週末プロジェクトのようには聞こえません
。'-

後の考えとして、私は超解像画像を再構築するために異なる焦点面でライトフィールドカメラ(Lytro)の単一ショットからの複数の写真を使用できますか?直観的には、うまくいかないと思います:-/
ロード・ロー。

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いいえ、ターゲットまでの距離、光学系などに依存します。カメラの各ピクセルから光線が飛び出し、レンズによって曲げられ、ターゲットに当たると想像してください。これらは、各カメラピクセルが見るポイントです。ターゲットがストライプで覆われた壁であり、ストライプが各グリッドポイント間で複数回交互に並んでいる場合、エイリアシングが発生します。
エンドリス

それは今理にかなっています:-)その場合の0.4ミクロンの動きは実際には全く動きません!
ローLord。

回答:


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そのテクニックの1つの言葉は超解像です。

Robert Gawronのブログ投稿とPythonの実装がこちらにあります

通常、この手法は、各画像が他の画像からわずかにオフセットしていることに依存しています。ショット間を移動しないことで得られる唯一のゲインは、ノイズレベルを下げることです。


これにより、画像のエイリアス部分がなくなりますか?窓や細かいネットを作るのが好きですか?各画像にエイリアスが設定されている場合、その失われた情報はまだ回復できますか?
ローLord。


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直感的に、センサー移動するとN1N×N

推定方法を使用すると、センサーの解像度の(確率がゼロのイベント)整数乗算ではない動き、つまり部分的な動きを使用して、より多くのデータを収集し、解像度を向上させることができます。

通常、これらのメソッドは、超解像と呼ばれます。これは、多相表現とサンプリングの仮名であり、画像処理の逆問題ファミリのサブ問題です。

しかし、多くの論文が超解像を扱っているにもかかわらず、実際には別の問題を解決していることに注意してください(単一画像のデコンボリューション)。
あなたが求めている問題は逆問題の分野にもありますが、マルチ画像を使用しています。

あなたが求めている方法は、主にリソグラフィ業界で使用されていると思います。


それは私が当初考えていたものです。私はサブミクロンの範囲で移動する必要がありますが、これ-mathworks.com/matlabcentral/fileexchange / ...はそのようなアプローチをとらず、まともな画像改善を提供します-それは移動によってサブ写真サイトから情報を取得している可能性があります体系的な1 / Nステップ移動ではなく、カメラがわずかにランダムになります。
ローLord。

こんにちは、私が書いたように、推定技術を使用すると、より多くのデータを推測するために、動き(センサーセルの整数乗算でない限り)を使用できます。
Royi 14年

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別の言葉は「スタッキング」です。これは、CCDノイズの低減、焦点深度の増加(わずかに異なる焦点の画像の積み重ねによる)、非常に低光量の天体写真の改善、および一連の通常範囲画像からの高ダイナミックレンジ(HDR)の取得に使用されます。見る

http://en.wikipedia.org/wiki/Focus_stacking

http://www.instructables.com/id/Astrophotography-Star-Photo-Stacking

http://en.wikipedia.org/wiki/High_dynamic_range_imaging

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