Увеличение разрешения изображения

Мне известны некоторые осциллографы ( DSA8300 ), которые многократно производят выборку на скорости несколько сотен кС / с для восстановления сигнала с частотой несколько ГГц. Мне было интересно, если это можно распространить на 2D-сигналы (фотографии). Могу ли я сделать серию (скажем, 4) неподвижных изображений, используя коммерческую 16-мегапиксельную камеру, чтобы наконец восстановить 32-мегапиксельное изображение? Будет ли это удалять псевдонимы, которые есть у меня на каждом изображении?

Если такая вещь будет предпринята на одном изображении, она, очевидно, не будет работать, поскольку не вводится новая информация. Если все сделанные снимки будут абсолютно идентичны, я все еще буду в одном месте с одним изображением? Так важны ли вариации? Достаточно ли вариаций шума CCD / CMOS для такой вещи?

Есть ли название для такой техники или алгоритма? Что я должен искать?

— Лорд лох
источник

ПЗС-шум не поможет, но физическое движение камеры может помочь. Выполнение нескольких снимков одной и той же сцены с помощью идентичной камеры в одинаковом положении позволит вам только уменьшить шум, а не уменьшить алиасинг. Вы все еще измеряете те же точки. Однако съемка изображений со смещением менее чем на один пиксель даст вам более высокую частоту дискретизации, что поможет устранить наложение.

— Эндолит

У меня Nikon DX с шириной 23,6 мм и 4928 пикселей в этом измерении. Это объясняет ширину каждого фотосайта на датчике ~ 4,7889 мкм. Так должен ли я перемещать камеру вдоль оси ширины на доли этой суммы? Скажите 10 снимков, каждый раз перемещая мою камеру на 0,47 мкм? И то же самое по высоте? Едва ли это звучит как проект выходного дня со стандартными шаговыми двигателями: '- (

— Лорд Лох.

В последствии мне стало интересно, могу ли я использовать несколько фотографий с одного снимка камеры Light Field Camera ( Lytro ) с разными фокальными плоскостями для восстановления изображения с высоким разрешением? Интуитивно, я думаю, что это не сработает: - /

— Лорд Ло.

Нет, это зависит от расстояния до цели, оптики и т. Д. Представьте себе луч, исходящий из каждого пикселя вашей камеры, согнутый объективом и ударяющий о вашу цель, поэтому он покрыт прямоугольной сеткой точек. Это те точки, которые видит каждый пиксель камеры. Если целью является стена, покрытая полосами, и полосы чередуются несколько раз между каждой из ваших точек сетки, то у вас будет псевдоним.

— эндолит

Теперь это имеет смысл :-) движение в 0,4 микрона в этом случае практически не является движением вообще!

— Лорд Ло.

Ответы:

Одним словом для этой техники является суперразрешение .

У Роберта Гаврона есть запись в блоге здесь и реализация Python здесь .

Обычно этот метод основан на том, что каждое изображение слегка смещено относительно других. Единственный выигрыш, который вы получите, не переходя между кадрами, - это снижение уровня шума.

— Питер К.
источник

Будет ли это покончить с псевдонимами изображения? Как строить окна и прекрасные сети? Если каждое изображение имеет псевдоним, можно ли восстановить эту потерянную информацию?

— Лорд Ло.

Похоже, что эффект псевдонима можно отменить .

— Питер К.

$N$ $\frac{1}{N}$ $\times N$

Используя методы оценки, любое движение, которое не является (целым числом с нулевой вероятностью) умножением разрешения датчика, а именно дробное движение, может использоваться для сбора большего количества данных и повышения разрешения.

Обычно эти методы называются Super Resolution, что является причудливым названием для многофазного представления и выборки и является подзадачей в семействе обратных задач обработки изображений.

Тем не менее, обратите внимание, что многие статьи посвящены суперразрешению, но на самом деле решают другую проблему (деконволюция одиночного изображения).
Хотя задача, к которой вы стремитесь, также относится к области обратных задач, но с использованием нескольких изображений.

Я думаю, что метод, который вы используете, в основном используется в индустрии литографии.

— Royi
источник

Это то, что я изначально думал. То, что я должен был бы двигаться в субмикронном диапазоне, но это - mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/… не использует такой подход и дает приличное улучшение изображения - может быть, это получение информации с сайтов с субфотографией путем перемещения камера немного случайным образом вместо систематического 1 / N шагового движения.

— Лорд Ло.

Привет, Как я уже писал, используя методы оценки, любое движение (если это не целочисленное умножение ячеек датчиков) может быть использовано для вывода большего количества данных.

— Рой

Другое слово - «укладка». Он используется для уменьшения шума ПЗС, увеличения глубины фокуса (путем наложения изображений, сфокусированных немного по-разному), для улучшения астрономических фотографий при очень слабом освещении и для получения высокого динамического диапазона (HDR) из серии изображений с нормальным диапазоном. Видеть

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

— Гленн Рандерс-Персон
источник