專利名稱：提高影像分辨率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及影像分辨率，尤指一種提高影像分辨率的方法。
背景技術(shù)：
—般現(xiàn)有的數(shù)字拍攝裝置，如數(shù)字相機(jī)(以下皆以數(shù)字相機(jī)來(lái)舉例說(shuō)明)，于操 作及設(shè)計(jì)方面，無(wú)不以追求拍攝高質(zhì)量、畫質(zhì)清晰的影像為目標(biāo)，目前多以光學(xué)、機(jī)構(gòu)與電 子等各部構(gòu)件加以改善來(lái)達(dá)到該目標(biāo)，除了上述方式，也可利用提高感光度來(lái)獲得清晰畫 面的影像。 當(dāng)在低照度的環(huán)境中使用數(shù)字相機(jī)拍照時(shí)，為了降低影像可能造成的模糊，除了 利用防手震的機(jī)制來(lái)改善影像模糊程度，最常使用的方式即是開閃光燈或利用提高感光度 (IS0值)來(lái)達(dá)成。ISO(InternationalStandards Organization)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的縮寫， 其用來(lái)衡量對(duì)光線的敏感程度。ISO數(shù)值越大，曝光時(shí)間越久，雖然提升亮度，但最后成像 中的噪聲就越高，顆粒狀就越明顯。當(dāng)ISO值提高到超過(guò)數(shù)字相機(jī)所能處理的范圍時(shí)，畫 面噪聲就無(wú)法有效抑制，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)法看清影像內(nèi)容。因此目前有種趨勢(shì)是采用像素加總 (pixel binning)的方式來(lái)提高感光度，借助合并相鄰?fù)母泄庠?lái)提高感光度，進(jìn)而 獲得較低噪聲的影像。 雖然借助像素加總方式可以達(dá)到提高感光度的效果，但由于是對(duì)所拍攝的影像中 的多個(gè)像素合并，故在加總模式下所拍攝的影像會(huì)比正常拍攝的影像的尺寸小許多，分辨 率亦相對(duì)地比較低。當(dāng)使用者對(duì)所拍攝的影像中部份內(nèi)容進(jìn)行放大觀賞時(shí)，容易因?yàn)榉直?率不足而無(wú)法清楚地瀏覽影像，因此，采用像素加總是屬于犧牲影像分辨率來(lái)?yè)Q取其期望 的高感光度、低噪聲目的的折衷方法。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于高感光度的影像因采用像素合并方式，而存在分辨率降低的缺失，因此提出 可于正常模式下針對(duì)同一場(chǎng)景連續(xù)拍攝另一張影像，利用其高解析特性來(lái)輔助先前采加總 方式獲得的影像的不足，借助影像合并方式來(lái)增強(qiáng)加總影像的分辨率，期能兼顧高感光度 以及高分辨率的特性。 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種提高影像分辨率的方法，能解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn) 題。 本發(fā)明揭示一種提高影像分辨率的方法，適用于一數(shù)字拍攝裝置，其執(zhí)行步驟如 下首先，對(duì)同一場(chǎng)景拍攝一第一影像以及一第二影像，其中第一影像的分辨率小于第二影 像的分辨率；其次，抽取第一影像中所有像素的紅色(R)分量以組成一第一紅色分量影像、 抽取所有像素的綠色(G)分量以組成一第一綠色分量影像、抽取所有像素的藍(lán)色(B)分量 以組成一第一藍(lán)色分量影像，以及抽取第二影像中所有像素的綠色(G)分量以組成一第二 綠色分量影像；接著，進(jìn)行一混合程序，用以混合第一綠色分量影像和第二綠色分量影像， 以形成一中介綠色分量影像；最后，合并中介綠色分量影像、第一紅色分量影像以及第一藍(lán)色分量影像，以形成一最終影像。 本發(fā)明還提供一種提高影像分辨率的方法，適用于一數(shù)字拍攝裝置，其中該提高 影像分辨率的方法包括以下步驟選擇一第一影像以及一第二影像，其中該第一影像以及 該第二影像中的場(chǎng)景內(nèi)容相同，且該第一影像的分辨率小于該第二影像的分辨率；抽取該 第一影像中所有像素的亮度分量以組成一第一亮度分量影像、抽取所有像素的彩度分量以 組成一第一彩度分量影像；抽取該第二影像中所有像素的亮度分量以組成一第二亮度分量 影像；進(jìn)行一混合程序，用以混合該第一亮度分量影像和該第二亮度分量影像，以形成一中 介亮度分量影像；以及合并該中介亮度分量影像以及該第一彩度分量影像，以形成一最終 影像。 借助以上詳述，當(dāng)可知悉本發(fā)明所揭示的提高影像分辨率的方法是在加總模式下 先拍攝一張影像，并針對(duì)同一場(chǎng)景再拍攝一張正常模式的影像，利用加總影像具有低噪聲、 低分辨率的特性以及正常影像具有高噪聲、高分辨率的特性，選擇性地合并兩張影像，以提 升加總影像的分辨率。如此一來(lái)，無(wú)須增加額外的硬件成本，即可獲得質(zhì)量好、低噪聲、高分 辨率的影像。 以上的概述與接下來(lái)的詳細(xì)說(shuō)明及附圖，皆是為了能進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明為達(dá)成預(yù) 定目的所采取的方式、手段及功效。而有關(guān)本發(fā)明的其它目的及優(yōu)點(diǎn)，將在后續(xù)的說(shuō)明及附 圖中加以闡述。


圖1為本發(fā)明所揭示的Bayer色彩型樣的一具體實(shí)施例示意圖； 圖2為本發(fā)明所揭示提高影像分辨率方法的一具體實(shí)施例的步驟流程圖；以及 圖3為本發(fā)明所揭示提高影像分辨率方法的另一具體實(shí)施例的步驟流程圖。主要元件附圖標(biāo)記說(shuō)明
64:目標(biāo)像素 G。、GpG2、G3、Gs、G6、G7、G8 :像素 S201 S219 :各個(gè)步驟流程 S301 S317 :各個(gè)步驟流程
具體實(shí)施例方式
利用像素加總方式所拍攝的影像可以達(dá)到提高感光度的效果，但卻有分辨率低的 缺失。因此本發(fā)明特別提出針對(duì)同一場(chǎng)景連續(xù)拍攝一張接近等效的高分辨率影像，利用其 高解析特性來(lái)輔助先前采加總方式拍攝的影像的不足，其借助影像重迭以及合并方式來(lái)增 強(qiáng)影像的分辨率。 本發(fā)明主要技術(shù)特征在于將拍攝的高分辨率的影像合并于低分辨率的部分影像，
以下就僅提出必要的動(dòng)作流程，然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員得知，除了以下所提及的流程步驟，
數(shù)字影像處理方式當(dāng)然包括其它的必要步驟，因此，不應(yīng)以本實(shí)施例揭示內(nèi)容為限。 為了兼顧高感光以及低噪聲的特性，目前數(shù)字拍攝裝置大多采用像素加總(Pixel
Binning)的方式來(lái)提高感光度，其借助合并目標(biāo)像素的周邊相素的亮度來(lái)達(dá)到感光程度提
升的效果。請(qǐng)參閱圖l，該圖為本發(fā)明所揭示的Bayer色彩型樣的一具體實(shí)施例示意圖。為了簡(jiǎn)單說(shuō)明，本實(shí)施例以加總每一像素的綠色色彩成份來(lái)舉例，如圖l所示，目標(biāo)像素64本 身具有綠色色彩成份，以及相鄰的每一像素G。、 Gp G2、 G3、 G5、 G6、 G7、 G8均具有各自的綠色色 彩成份。 為了增加目標(biāo)像素64的色彩成分，數(shù)字拍攝裝置內(nèi)部的色彩內(nèi)插處理器(圖中未 示)便會(huì)分別于周圍8個(gè)內(nèi)插方向上執(zhí)行內(nèi)插運(yùn)算，亦即，將像素G。、 ^、 G2、 G3、 G5、 G6、 G7、 G8 各別乘以一組特定權(quán)重(weight)后相加，并將其值合并于目標(biāo)像素64，以提供目標(biāo)像素64 所缺乏色彩成份所需使用的色彩值。 然而，由于利用將多個(gè)像素合并的方式來(lái)提升感光度，故在加總模式下所拍攝的 影像會(huì)比正常拍攝的影像的尺寸小許多，如圖1的例子中，九個(gè)像素合并成一個(gè)像素會(huì)導(dǎo) 致影像的尺寸變成原本的九分之一。 本發(fā)明所揭示的提高影像分辨率方法適用于一數(shù)字拍攝裝置配合加總模式來(lái)達(dá) 成，其中該數(shù)字拍攝裝置可為數(shù)字相機(jī)或數(shù)字?jǐn)z影機(jī)之其一。請(qǐng)參閱圖2，該圖為本發(fā)明所 揭示提高影像分辨率方法之一具體實(shí)施例的步驟流程圖。其中有關(guān)像素加總的方式，請(qǐng)同 時(shí)參照?qǐng)D1。如圖2所示，所述的提高影像分辨率方法包括以下步驟 首先，啟動(dòng)數(shù)字拍攝裝置的加總模式，對(duì)目標(biāo)場(chǎng)景拍攝一第一影像(步驟S201); 接著，關(guān)閉加總模式，對(duì)同一場(chǎng)景拍攝一第二影像(步驟S203);其中第一影像相較于第二 影像，具有尺寸小、分辨率小、亮度高以及低噪聲的特性。 之后，對(duì)兩張影像進(jìn)行尺寸調(diào)整(步驟S205)， 一具體實(shí)施例中，是將第一影像依 使用者實(shí)際需要來(lái)調(diào)整大小，而第二影像則是依據(jù)第一影像大小而調(diào)整，進(jìn)而使兩張影像 縮放至相同大小。 接著，抽取第一影像中所有像素的紅色(R)分量以組成一第一紅色分量影像、抽 取所有像素的綠色(G)分量以組成一第一綠色分量影像、抽取所有像素的藍(lán)色(B)分量以 組成一第一藍(lán)色分量(步驟S207)，以及抽取第二影像中所有像素的綠色(G)分量以組成一 第二綠色分量影像。 由于影像中綠色信號(hào)是最為敏感的(sensitive)，因此，僅需針對(duì)綠色分量進(jìn)行融 合。而第一影像和第二影像雖是對(duì)同一場(chǎng)景連續(xù)拍攝產(chǎn)生，仍可能因?yàn)閿?shù)字拍攝裝置混動(dòng) 而造成兩張影像間幾何位置的差異，因此必須調(diào)整第一綠色分量影像和第二綠色分量影像 的角度與位移，使兩者得以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)重迭來(lái)進(jìn)行比對(duì)(步驟S211)。 待比對(duì)完成后，便進(jìn)行一混合程序，用以混合第一綠色分量影像和第二綠色分量 影像，以形成一中介綠色分量影像(步驟S213)，具體來(lái)說(shuō)，是將第一綠色分量影像和該第 二綠色分量影像分別乘以一比重后相加來(lái)產(chǎn)生該中介綠色分量影像。 又由于影像中綠色分量信號(hào)愈大的部份，表示所對(duì)應(yīng)位置拍攝的對(duì)象愈精細(xì)，例 如文字，需要較高的分辨率，以使得放大影像時(shí)不至于模糊；相反的，影像中綠色分量信 號(hào)愈小的部份，表示所對(duì)應(yīng)位置拍攝的對(duì)象愈粗糙，例如背景，即使在低分辨率的情況下 放大縮小，亦不會(huì)對(duì)影像造成模糊的視覺(jué)效果。因此，本實(shí)施例提出的另一混合方式，是將 第一綠色分量影像中的綠色分量信號(hào)的值大于一門限值的部份區(qū)域，以相對(duì)于該部份區(qū)域 的第二綠色分量影像的綠色分量信號(hào)的值取代，其它部份仍保留第一綠色分量影像中的綠 色分量信號(hào)的值。 最后，將混合后的中介綠色分量影像、第一紅色分量影像以及第一藍(lán)色分量影像合并，以形成一最終影像(步驟S215);并壓縮最終影像(步驟S217)，予以儲(chǔ)存以供日后觀 賞(步驟S219)。 除了于拍攝影像時(shí)，實(shí)時(shí)進(jìn)行混合程序來(lái)產(chǎn)生最終影像，使用者亦可對(duì)已儲(chǔ)存于 數(shù)字拍攝裝置或一外部?jī)?chǔ)存裝置中的影像進(jìn)行混合來(lái)獲得較高分辨率的影像。請(qǐng)參閱圖3， 該圖為本發(fā)明所揭示提高影像分辨率方法的另一具體實(shí)施例的步驟流程圖。此方法與圖2 類似，如圖3所示，所述的提高影像分辨率方法包括以下步驟 首先，從儲(chǔ)存媒體中選擇一第一影像以及一第二影像(步驟S301)，其中第一影像 以及第二影像中的場(chǎng)景內(nèi)容相同，第一影像為數(shù)字拍攝裝置在加總模式下拍攝而產(chǎn)生，第 一影像相較于第二影像，具有尺寸小、分辨率小、亮度高以及低噪聲的特性。
之后，對(duì)兩張影像進(jìn)行尺寸調(diào)整(步驟S303);由于儲(chǔ)存于儲(chǔ)存媒體的影像通常都 經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換格式的手續(xù)，例如轉(zhuǎn)成JPRG格式，其中已經(jīng)記錄各像素的亮度值以及彩度值，故 相較于圖2的步驟S207，其色彩轉(zhuǎn)換后是抽取第一影像中所有像素的亮度(Y)分量以組成 一第一亮度分量影像、抽取所有像素的彩度(CbCr)分量以組成一第一彩度分量影像(步驟 S305)，以及抽取第二影像中所有像素的亮度(Y)分量以組成一第二亮度分量影像(步驟 S307)。 接著，調(diào)整第一亮度分量影像和第二亮度分量影像間的角度與偏移，使兩者得以 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)重迭來(lái)進(jìn)行比對(duì)(步驟S309);待比對(duì)完成后，便進(jìn)行混合程序，用以混合第一亮度 分量影像和第二亮度分量影像，以形成一中介亮度分量影像(步驟S311)，具體來(lái)說(shuō)，是將 第一亮度分量影像和該第二亮度分量影像分別乘以一比重后相加來(lái)產(chǎn)生該中介亮度分量 影像；另一具體實(shí)施例中，是將第一亮度分量影像中的亮度分量信號(hào)的值大于一門限值的 部份區(qū)域，以相對(duì)于該部份區(qū)域的第二亮度分量影像的亮度分量信號(hào)的值取代，其它部份 仍保留第一亮度分量影像中的綠色分量信號(hào)的值。 最后，將混合后的中介亮度分量影像以及第一彩度分量影像合并，以形成一最終 影像(步驟S313);并壓縮最終影像(步驟S315)，予以儲(chǔ)存以供日后觀賞(步驟S317)。
借助以上具體實(shí)例詳述，當(dāng)可知悉本發(fā)明所揭示的提高影像分辨率的方法是在加 總模式下先拍攝一張影像，并針對(duì)同一場(chǎng)景再拍攝一張正常模式的影像，利用加總影像具 有低噪聲、低分辨率的特性以及正常影像具有高噪聲、高分辨率的特性，選擇性地合并兩張 影像，以提升加總影像的分辨率。如此一來(lái)，無(wú)須增加額外的硬件成本，即可獲得質(zhì)量好、低 噪聲、高分辨率的影像。 但，以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明及附圖而已，并非用以限制本 發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書的范圍為準(zhǔn)，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng) 域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在本案所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種提高影像分辨率的方法，其特征在于，適用于一數(shù)字拍攝裝置，其中該提高影像分辨率的方法包括以下步驟對(duì)同一場(chǎng)景拍攝一第一影像以及一第二影像，其中該第一影像的分辨率小于該第二影像的分辨率；抽取該第一影像中所有像素的紅色分量以組成一第一紅色分量影像、抽取所有像素的綠色分量以組成一第一綠色分量影像、抽取所有像素的藍(lán)色分量以組成一第一藍(lán)色分量影像；抽取該第二影像中所有像素的綠色分量以組成一第二綠色分量影像；進(jìn)行一混合程序，用以混合該第一綠色分量影像和該第二綠色分量影像，以形成一中介綠色分量影像；以及合并該中介綠色分量影像、該第一紅色分量影像以及該第一藍(lán)色分量影像，以形成一最終影像。
2. 如權(quán)利要求1所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，該第一影像為該數(shù)字拍 攝裝置在一加總模式下拍攝而產(chǎn)生。
3. 如權(quán)利要求2所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，于拍攝該第一影像的步 驟中，更包括以下步驟對(duì)該第一影像中的所有像素來(lái)加總復(fù)數(shù)個(gè)權(quán)重與復(fù)數(shù)個(gè)鄰近像素所具有的色彩成份 的復(fù)數(shù)個(gè)乘積，以重建該第一影像所缺乏的色彩成份。
4. 如權(quán)利要求1所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，于抽取顏色分量的步驟 之前更包括以下步驟將該第一影像以及該第二影像調(diào)整成相同大小。
5. 如權(quán)利要求4所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，于進(jìn)行該混合程序的步驟之前更包括以下步驟調(diào)整該第一綠色分量影像和該第二綠色分量影像的角度與位移，使兩者得以重迭來(lái)進(jìn) 行比對(duì)。
6. 如權(quán)利要求1所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，該混合程序是將該第一綠色分量影像和該第二綠色分量影像分別乘以一比重后相加而產(chǎn)生該中介綠色分量影像。
7. 如權(quán)利要求1所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，該混合程序選擇性地將 該第一綠色分量影像中至少一部份區(qū)域以相對(duì)于該部份區(qū)域的該第二綠色分量影像取代。
8. 如權(quán)利要求7所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，該部份區(qū)域中的綠色分 量的值大于一門限值。
9. 一種提高影像分辨率的方法，其特征在于，適用于一數(shù)字拍攝裝置，其中該提高影像分辨率的方法包括以下步驟選擇一第一影像以及一第二影像，其中該第一影像以及該第二影像中的場(chǎng)景內(nèi)容相同，且該第一影像的分辨率小于該第二影像的分辨率；抽取該第一影像中所有像素的亮度分量以組成一第一亮度分量影像、抽取所有像素的彩度分量以組成一第一彩度分量影像；抽取該第二影像中所有像素的亮度分量以組成一第二亮度分量影像； 進(jìn)行一混合程序，用以混合該第一亮度分量影像和該第二亮度分量影像，以形成一中介亮度分量影像；以及合并該中介亮度分量影像以及該第一彩度分量影像，以形成一最終影像。
10. 如權(quán)利要求9所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，該第一影像為該數(shù)字拍 攝裝置在一加總模式下拍攝而產(chǎn)生。
11. 如權(quán)利要求9所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，于抽取分量的步驟之前 更包括以下步驟將該第一影像以及該第二影像調(diào)整成相同大小。
12. 如權(quán)利要求11所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，于進(jìn)行該混合程序的 步驟之前更包括以下步驟調(diào)整該第一亮度分量影像和該第二亮度分量影像的角度與位移，使兩者得以重迭來(lái)進(jìn) 行比對(duì)。
13. 如權(quán)利要求9所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，該混合程序是將該第一 亮度分量影像和該第二亮度分量影像分別乘以一比重后相加而產(chǎn)生該中介亮度分量影像。
14. 如權(quán)利要求9所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，該混合程序選擇性地將 該第一亮度分量影像中至少一部份區(qū)域以相對(duì)于該部份區(qū)域的該第二亮度分量影像取代。
15. 如權(quán)利要求14所述的提高影像分辨率的方法，其特征在于，該部份區(qū)域中的亮度 分量的值大于一門限值。
全文摘要
一種提高影像分辨率的方法，其執(zhí)行步驟如下首先，對(duì)同一場(chǎng)景拍攝一第一影像以及一第二影像，其中第一影像的分辨率小于第二影像的分辨率；其次，抽取第一影像中所有像素的紅色(R)分量以組成一第一紅色分量影像、抽取所有像素的綠色(G)分量以組成一第一綠色分量影像、抽取所有像素的藍(lán)色(B)分量以組成一第一藍(lán)色分量影像，以及抽取第二影像中所有像素的綠色(G)分量以組成一第二綠色分量影像；接著，混合第一綠色分量影像和第二綠色分量影像，以形成一中介綠色分量影像；最后，合并中介綠色分量影像、第一紅色分量影像以及第一藍(lán)色分量影像。
文檔編號(hào)H04N9/64GK101754028SQ20081018623
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者李運(yùn)錦, 楊慶隆 申請(qǐng)人:華晶科技股份有限公司