揺れるカメラが超解像画像を生成する新技術(Shaky cameras can make for sharper shots, new research shows)

2025-09-04 ブラウン大学

Web要約 の発言:
ブラウン大学の研究チームは、カメラの手ぶれを逆利用し、従来より高精細な超解像画像を生成する手法を開発した。手ぶれによるわずかな光の軌跡を解析し、アルゴリズムでサブピクセル単位の情報を復元することで、静止カメラでは得られない細部を再構築できる。実験では、カメラを意図的に揺らして撮影した画像を処理し、単一ショットや連続撮影から高解像度化に成功した。これにより古美術の記録保存、航空撮影、科学観測などで従来不可能だった細部の再現が可能になる。将来的にはスマートフォンや一般的なカメラに応用され、誰でも高精度な画像を容易に得られるようになると期待される。この成果は「揺れが情報を増やす」という逆転の発想に基づき、計算写真学や画像処理の新たな可能性を切り拓くものとなった。

揺れるカメラが超解像画像を生成する新技術(Shaky cameras can make for sharper shots, new research shows)
Images on the left were taken while the camera moved. Images on the right were enhanced using the new motion algorithm.

<関連情報>

構造化運動を用いた超解像 Super-Resolution with Structured Motion

Gabby Litterio, Juan-David Lizarazo-Ferro, Pedro Felzenszwalb, Rashid Zia
arXiv  last revised 24 Jun 2025 (this version, v2)
DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.15961

Abstract

We consider the limits of super-resolution using imaging constraints. Due to various theoretical and practical limitations, reconstruction-based methods have been largely restricted to small increases in resolution. In addition, motion-blur is usually seen as a nuisance that impedes super-resolution. We show that by using high-precision motion information, sparse image priors, and convex optimization, it is possible to increase resolution by large factors. A key operation in super-resolution is deconvolution with a box. In general, convolution with a box is not invertible. However, we obtain perfect reconstructions of sparse signals using convex optimization. We also show that motion blur can be helpful for super-resolution. We demonstrate that using pseudo-random motion it is possible to reconstruct a high-resolution target using a single low-resolution image. We present numerical experiments with simulated data and results with real data captured by a camera mounted on a computer controlled stage.

1603情報システム・データ工学
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