Auflösungserhöhung durch nichtregelmäßige Abtastung

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Michael Schöberl; Jürgen Seiler; Andre Kaup; Arne Nowak: Bisher ging die Erhöhung der Auflösung einer Kamera immer mit der Steigerung der Anzahl der Pixel des Bildsensors einher. Kameras und Aufnahmesysteme sind jedoch im Datendurchsatz, das heißt, wieviele Pixel pro Sekunde aufgenommen und gespeichert werden können, aufgrund der möglichen Leistungsaufnahme und Komplexität der Hardware begrenzt. Es wird daher ein Ansatz vorgeschlagen, bei dem für ein Bild nur relativ wenige Pixel aufgenommen werden und das hochauflösende Bild in einem anschließenden Rekonstruktionsprozess erzeugt wird. Das dafür erforderliche nichtregelmäßige Abtastraster ist dabei so optimiert, dass dennoch Bildsensoren mit regelmäßig angeordneten Ausleseschaltungen eingesetzt werden können. Dadurch wird es möglich, eine existierende Kameraplattform mit nur wenigen Änderungen zu nutzen. Die Bildrekonstruktion erfolgt mit einem Ansatz basierend auf dünn besetzten Repräsentationen. Das Ergebnis ist ein hochaufgelöstes Bild, das mit deutlich geringerem Aufwand bei der Aufnahme erzielt werden kann.

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Until now, the increase in resolution of a camera has always been accompanied by an increase in the number of pixels on the image sensor. Cameras and recording systems are, however, limited by power consumption, hardware complexity and data throughput (i.e. how many pixels per second can be recorded and stored). An approach is therefore proposed in which relatively few pixels will capture the image, followed by a separate process of high-resolution image reconstruction. The required non-regular sampling pattern is therefore optimised in a way that allows image sensors with regularly arranged readout circuits to be used. This makes it possible to use an existing camera platform with few changes. Image reconstruction is done with an approach based on sparsely occupied representations. The result is a highresolution image that can be achieved with considerably less effort.