К вопросу о повышении качества космических изображений с использованием методов сверхразрешения

Проблема получения изображения высокого разрешения за счет обработки нескольких исходных исследуется в течение последних 20 лет. Получение разрешения изображения, превышающего разрешение регистрирующей аппаратуры, называют задачей сверхразрешения (Super Resolution).
В ходе решения задачи сверхразрешения изображений методами, основанными на использовании движения оптической системы, значения яркости пикселей могут использоваться непосредственно без преобразования Фурье. При использовании исходных изображений смещенных на регистрирующей матрице на часть пикселя, возможен синтез изображения более высокого разрешения. Значения результирующих более мелких пикселей вычисляются на основе пикселей нескольких исходных изображений, размеры которых определяются матрицей регистрирующих детекторов. Метод дает хорошие результаты при высоком качестве исходных снимков, однако является очень чувствительным к точности представления данных. Более устойчивым по отношению к вычислительным погрешностям является предложенный авторами метод синтеза изображения из серии исходных изображений, полученных с использованием маски с диафрагмами перед регистрирующей матрицей детекторов. В методе используется расфокусировка изображения на матрице детекторов на этапе съемки и деконволюция на этапе обработки цифровой обработки. В результате формируется серия цифровых изображений, сумма которых будет представлять полное синтезированное изображение с увеличенным разрешением. Модификация этого способа, предназначенная для трехкратного увеличения линейного разрешения, может быть реализована путем сканирования изображения матрицей детекторов, представляющей собой линейку из девяти рядов детекторов за маской, имеющей три ряда диафрагм, сдвинутых относительно друг друга на один пиксель. Сканирование производится в направлении перпендикулярном линейке детекторов. Эта схема съемки для получения сверхразрешения не требует механических перемещений регистрирующей системы.
В данной работе представлены алгоритмы, обобщающие метод субпиксельного сканирования на случай произвольного коэффициента увеличения линейного разрешения изображения в горизонтальном и вертикальном направлениях.