一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法及系統(tǒng)，該方法包括如下步驟：將原始的Bayer圖像中的像素點(diǎn)歸為G和BR兩類，分別對G通道和BR通道進(jìn)行插值；將插值后的數(shù)據(jù)從G和BR域轉(zhuǎn)換到delta域和summation域；對域變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?yàn)V波處理；對delta圖層進(jìn)行插值，恢復(fù)出delta_B圖層和delta_R圖層，同時(shí)保存上一步驟得到的delta圖層作為delta_G圖層；將插值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向?yàn)V波處理，并進(jìn)行色彩恢復(fù)，得到處理好的數(shù)據(jù)，通過本發(fā)明，可以極大地降低算法的復(fù)雜度，節(jié)省大量的硬件資源。
【專利說明】一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，特別是涉及一種對Bayer格式圖像進(jìn)行聯(lián)合插值降噪處理、生成去噪后RGB圖像的Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代數(shù)碼相機(jī)多用色彩濾波陣列(Color Filter Array, CFA)來采樣圖像顏色信息。CFA陣列的特點(diǎn)是每個(gè)像素中僅含有一種顏色信息(Red，Green或Blue)，另外兩種顏色信息則需要通過已知的顏色信息來進(jìn)行估計(jì)。合理使得使用周邊點(diǎn)的顏色信息對中心點(diǎn)缺失的顏色信息進(jìn)行估計(jì)并恢復(fù)出一個(gè)值的過程稱之為去馬賽克(demosaicing)，又由于一般情況下都是通過插值運(yùn)算來進(jìn)行去馬賽克的，所以又可以將去賽馬克稱之為色彩插值(color interpolation)。
[0003]目前常用到的色彩插值算法包括雙線性插值算法、帶方向檢測的雙線性插值算法、Cok色比定律插值算法、DLMMSE及LPA-1CI等。算法的復(fù)雜度往往與算法的性能呈現(xiàn)一定的正相關(guān)。在硬件電路中，需要對算法的性能和復(fù)雜度進(jìn)行折衷，以取得最優(yōu)的電路設(shè)計(jì)。
[0004]一般情況下，從傳感器從傳出來的Bayer格式的圖像會(huì)含有一定的噪聲，其中比較典型的為加性高斯白噪聲，因此，白噪聲的降噪在白噪聲圖像的處理中也是很重要的一環(huán)。常見的設(shè)計(jì)中往往將白噪聲降噪與色彩插值分開處理，但是把白噪聲降噪與色彩插值聯(lián)合起來可以得到更好的效果。
[0005]現(xiàn)有的Bayer格式圖像聯(lián)合降噪插值算法性能雖然已經(jīng)十分優(yōu)異，但是算法的復(fù)雜度很高，硬件實(shí)現(xiàn)的過程中會(huì)消耗大量的硬件資源，并不利于硬件實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法和系統(tǒng)，其可以極大地降低算法的復(fù)雜度，節(jié)省了大量的硬件資源。
[0007]為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法，包括如下步驟:
[0008]步驟一，將原始的Bayer圖像中的像素點(diǎn)歸為G和BR兩類，分別對G通道和BR通道進(jìn)行插值；
[0009]步驟二，將插值后的數(shù)據(jù)從G和BR域轉(zhuǎn)換到delta域和summation域；
[0010]步驟三，對域變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?yàn)V波處理；
[0011]步驟四，對delta圖層進(jìn)行插值,恢復(fù)出delta_B圖層和delta_R圖層，同時(shí)保存步驟三得到的delta圖層作為delta_G圖層；
[0012]步驟五，將縱向插值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向?yàn)V波處理，并進(jìn)行色彩恢復(fù)，得到處理好的數(shù)據(jù)。
[0013]進(jìn)一步地，于步驟一中，對G通道和BR通道分別進(jìn)行插值采用如下方法:[0014]假設(shè)原始的Bayer圖像大小為M*N，當(dāng)前需要進(jìn)行插值的像素點(diǎn)坐標(biāo)為(m，η)，則
有
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法，包括如下步驟: 步驟一，將原始的Bayer圖像中的像素點(diǎn)歸為G和BR兩類，分別對G通道和BR通道進(jìn)行插值； 步驟二,將插值后的數(shù)據(jù)從G和BR域轉(zhuǎn)換到delta域和summation域； 步驟三，對域變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?yàn)V波處理； 步驟四，對delta圖層進(jìn)行插值,恢復(fù)出delta_B圖層和delta_R圖層，同時(shí)保存步驟三得到的delta圖層作為delta_G圖層； 步驟五，將插值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向?yàn)V波處理，并進(jìn)行色彩恢復(fù)，得到處理好的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法，其特征在于，于步驟一中，對G通道和BR通道分別進(jìn)行插值采用如下方法: 假設(shè)原始的Bayer圖像大小為M*N，當(dāng)前需要進(jìn)行插值的像素點(diǎn)坐標(biāo)為(m，η)，則有
3.如權(quán)利要求2所述的一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法，其特征在于，于步驟二中，域轉(zhuǎn)換采用如下方法: 設(shè)Gh，BRh的最大值為MAX， summation = Gh+BRh， delta = MAX+Gh-BRho
4.如權(quán)利要求3所述的一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法，其特征在于:于步驟三中，分別考察當(dāng)前點(diǎn)左右若干點(diǎn)與中心點(diǎn)的相關(guān)性，然后取相關(guān)點(diǎn)的均值。
5.如權(quán)利要求4所述的一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法，其特征在于:給定一個(gè)閾值threshold,若兩像素點(diǎn)間像素距離大threshold,判定這兩點(diǎn)無關(guān)；否則這兩點(diǎn)相關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法，其特征在于，于步驟四中，恢復(fù)delta_R的過程中采取以下方法: a)如果中心點(diǎn)左右兩點(diǎn)均是由原始Bayer圖像的R值得到，則采取其對角線的4各點(diǎn)取加權(quán)平均； b)如果中心點(diǎn)左右兩點(diǎn)均是步驟二中插值得到的，那么直接取上下兩個(gè)點(diǎn)的平均。
7.如權(quán)利要求5所述的一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值的方法，其特征在于:于步驟五中，分別考察當(dāng)前點(diǎn)縱向若干點(diǎn)與中心點(diǎn)的相關(guān)性，然后取相關(guān)點(diǎn)的均值，并于濾波完成之后，先恢復(fù)G圖層，再通過G圖層恢復(fù)R圖層和B圖層。
8.—種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值系統(tǒng)，至少包括: 數(shù)據(jù)緩存模塊，接收從傳感器傳輸過來的像素?cái)?shù)據(jù)； 橫向插值模塊，接于該數(shù)據(jù)緩存模塊后，接收來自該數(shù)據(jù)緩存模塊的數(shù)據(jù)，并對接收到的像素點(diǎn)進(jìn)行橫向插值處理； 域轉(zhuǎn)換模塊，接于該橫向插值模塊之后，對橫向插值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行域轉(zhuǎn)換； 橫向?yàn)V波處模塊，接于該域轉(zhuǎn)換模塊之后，對域轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?yàn)V波處理；縱向插值模塊，接于該橫向?yàn)V波模塊之后，對橫向?yàn)V波后的的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向插值處理，得到縱向插值后數(shù)據(jù)； 縱向?yàn)V波模塊，將縱向插值后的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向?yàn)V波和色彩恢復(fù)，得到處理好的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值系統(tǒng)，其特征在于:該數(shù)據(jù)緩存模塊由四行行緩沖器組成，其他模塊均具有多個(gè)，各橫向插值模塊、域轉(zhuǎn)換模塊及橫向?yàn)V波模塊分別對5行數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理。
10.如權(quán)利要求9所述的一種Bayer格式圖像聯(lián)合去噪插值系統(tǒng)，其特征在于:縱向插值模塊將5行數(shù)據(jù)分成3組進(jìn) 行縱向插值處理，得到3行插值后數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04N9/64GK103533320SQ201310513657
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】祝希, 金威, 賀光輝, 洪亮, 李琛, 趙宇航, 何衛(wèi)鋒 申請人:上海交通大學(xué), 上海集成電路研發(fā)中心有限公司