CN1780405A

CN1780405A - 一种从原始拜尔插值到全彩色的转换方法和模块

Info

Publication number: CN1780405A
Application number: CN 200510026217
Authority: CN
Inventors: 罗巍; 李林; 黄寅; 陶叶军
Original assignee: ZHIDUO MICRO ELECTRON (SHANGHAI) CO Ltd
Current assignee: ZHIDUO MICRO ELECTRON (SHANGHAI) CO Ltd
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2006-05-31

Abstract

一种从原始bayer图像插值到全彩rgb图像的转换实现，引入针对每幅图像的全局描述参数interpolate－case和deadzoom－threshold，分别描述当前图像的整体判断方向和梯度极限值，针对原始bayer图像的特点，引入每个像素及邻域像素的色调梯度判断，其特征是：先得到全幅图像的绿色分量，再进一步得到剩下的颜色分量红色和蓝色。

Description

一种从原始拜尔插值到全彩色的转换方法和模块

所属技术领域

本发明涉及一种插值转换方法和模块，能把从图形传感器得到的原始数据(通常是拜尔(Bayer))图像阵列，通过插值补位得到每个像素的全彩(RGB)图像，节省系统资源，不但适用于软件程序，由于其可以并行处理，尤其适宜应用于硬件电路实现。

背景技术

采集彩色数字图像，必须使用RGB三个通道的传感器阵列。但是为了降低成本，目前常见的原始图形感光阵列都是每个像素只有某一种颜色(R/G/B之一)的单色采样感光阵列。具体的阵列格式不止一种，但是为了实现最终的全尺寸高彩应用，必须使用某种方法来恢复丢失的色彩分量。简单地针对像素邻域做平均操作来得到RGB三个分量会引入负面的马赛克Mosaick蜕化。常见的改进方法是使用双线性或者三次样条插值转换，更进一步是使用色调均衡的思路或者做特殊滤波处理，使得色调变换更加平滑，避免马赛克现象出现。但是这些方法仍然效果不佳，容易出现偏色现象，或者判断运算操作太多，而不适宜工程应用。

发明内容

为了实现从拜尔Bayer阵列到三原色全彩的转换，本发明提供一种转换实现方式，解决了常规插值变换中引入的图像颜色剧烈变化带来的不良效果。能够结合图像的全局特点和局部特征做自适应变换，运算处理相对简单，而且实际应用中还可以多路操作并行化，进一步加快处理速度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：引入针对每幅图像的全局描述参数interpolate_case和deadzoom_threshold，分别描述当前图像的判断方向和梯度极限值。针对raw bayer图像的每个像素只有RGB三个分量之一的信号，引入每个像素及其局域像素的色调梯度判断，结合人类视觉系统对绿色Green更为敏感的特点，先得到全幅图像的绿色分量G，再进一步得到剩下的颜色分量红色和蓝色(R/B)。

本发明的有益效果是，不局限于某种具体的图像传感器型号和拜尔阵列类型，马赛克蜕化不明显，减小了图像的偏色误差，色调变化平滑，得到了更好的可视效果(定量体现在均方误差更小)。可以实时进行插值转换运算，易于使用硬件电路实现。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的原理图，从原始的bayer阵列转换得到每个像素RGB全彩图。

图2是第一步运算，得到每个像素点的绿色分量Green示意图。

图3是第二步运算，得到每个像素点剩下的分量Red/Blue示意图。

结合已有的色彩分量，可得到整帧图像的RGB全彩图。

在图例中，字母R/G/B分别代表对应像素点的红色Red/绿色Green/蓝色Blue分量，数字标示不同的像素点。

具体实施方式

在图1中，是原始bayer格式的传感器阵列，顺序依次是RGRG...为第一行的采样值类型，GBGB...为第二行的采样值类型，以下各行类似。

在图2所示实例中，对于每个像素，首先要求得到绿色分量G。分为两种情况：如果像素5本身就是绿色，则G已知。另一种可能是如图2所示，绿色分量G5经过计算而得。引入参数：

H＝|G4-G6|+|2*B5-B3-B7|/2

(1)

V＝|G2-G8|+|2*B5-B1-B9|/2 (2)

HV＝|H-V| (3)

结合该图的全局特征interpolate_case和deadzoom_threshold参数，利用上述公式可得：

    if(HV＞＝deadzoom_threshold)

     {

       if(H＜V)

        {

          G5＝(G4+G6)/2+(2*B5-B3-B7)/4

        }

        else

        {

           G5＝(G2+G8)/2+(2*B5-B1-B9)/4

        }

     }

     else

     {

        if(interpolate_case)

         {

           G5＝(G4+G6)/2+(2*B5-B3-B7)/4

         }

         else

         {

            G5＝(G2+G8)/2+(2*B5-B1-B9)/4

         }

    }

结合上面两种方法，可以得到全图中每个像素的G分量。

在图3中，由于图像中所有像素的G分量已经得到，为了求得某个像素的蓝色B分量，结合当前像素邻域的B分量，先建立以下方向梯度作为判断条件：

D_h＝|B10-B13|

D_v＝|B10-B12| (4)

D_nw＝|B10-B11|

D_ne＝|B10-(B12+B13)/2|

进一步，求得4个方向梯度的最小值：

D_k＝min(D_h，D_v，D_nw，D_ne) (5)

最后可得：

    if(D_k＝D_h)

    {

       B10＝(B10+B13)/2-(G10+G13)/2+G10

    }
        <!-- SIPO <DP n="2"> -->
        <dp n="d2"/>
    elseif(D_k＝D_h)

    {

        B10＝(B10+B12)/2-(G10+G12)/2+G10

    }

    elseif(D_k＝D_nw)

    {

        B10＝(B10+B11)/2-(G10+G11)/2+G10

    }

    elseif(D_k＝D_ne)

    {

        B10＝(B10+(B12+B13)/2)/2-(G10+(G12+G13)/2)/2+G10

    }

针对全图的每一个像素，都可以按照类似的方法计算，得到新的B分量。

同法，可以在已经求得所有像素G分量的前提下，求出所有像素的R分量。

对于不同的bayer格式，都可以先求得G分量，然后得到R/B分量。

综上所述，对于任意格式、大小的raw bayer格式图像，都可以得到对应的全彩RGB图像。

Claims

1.一种从raw bayer图像插值到全彩rgb图像的转换实现，其特征是：引入针对每幅图像的全局描述参数interpolate_case和deadzoom_threshold，分别描述当前图像的整体判断方向和梯度极限值，针对raw bayer图像的特点，引入每个像素及邻域像素的色调梯度判断。利用全局描述符，先得到全幅图像的绿色分量G，再进一步得到剩下的颜色分量红色R/蓝色B实现方法。

2.根据权利要求1所述的转换实现，其特征是：先通过每个点附近的梯度判断以及图像的全局特征参数interpolate_case和deadzoom_threshold，计算得到图中每个像素的绿色。

3.根据权利要求1所述的转换实现，其特征是：在得到各点的绿色以后，进一步以之为参考，通过各个相关点的梯度特征得到新的红色和蓝色。

4.本发明可适用于任意格式、大小的raw bayer格式图像，都可以得到对应的全彩RGB图像。