[发明专利]应用于去马赛克算法方向插值的实现装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，更具体的，涉及图像传感器中的去马赛克算法关键模块的实现装置。

背景技术

单片CMOS或CCD图像传感器可将光学影像转为数字信号，广泛地应用于数码相机、手机、平板电脑等电子设备中。其每个感光单元仅仅可捕获一种特定波长的光，例如红（R）、绿（G）、蓝（B）中的一种，即其捕获的图像为非全彩色图像。通过将彩色滤波阵列（Color Filter Array,CFA）加在图像传感器上，使得单片CMOS或CCD图像传感器阵列上的每个点感光出不同的颜色，从而获得特定格式的图像，每个点丢失的其他两种颜色分量需要后期插值来重建以获得完整的全彩色图像，该重建插值的过程即去马赛克（Demosaicing）。

这样做法的好处在于，如果直接采样三个颜色，会缺乏足够的时间和足够的硬件空间来进行处理，尤其是由于CMOS和CCD经常被用在的嵌入式领域，从而工程技术中普遍采取对R，G，B三个颜色通道分别采样的方式进行操作，在利用去马赛克技术，进行对单一通道中采样丢失的颜色信息进行恢复，进行颜色重建，最后得到全彩的图像，最大程度上还原真实的图片效果。

Bayer滤波器得到后的图像常被缓存起来，串行的输入到运算单元，进行数据的恢复。由于Bayer滤波器的特点，每行都以RGRG及GBGB的方式进行排列，绿色像素点的信息占50%，因此绿色像素信息最丰富，最容易恢复，从而恢复绿色信息的效果就决定了这幅图像恢复的效果。

而剩余的两种颜色信息，可以根据绿色信息更准确的进行推测，从而进行恢复。

恢复的过程即去马赛克算法，包括很多种常用的算法，如边缘方向性插值算法、基于频域的算法、基于小波理论的算法和非启发式算法等等。

这些算法最常用，并最易于硬件实现的就是边缘方向插值算法，其算法核心在于判别颜色边沿走向，从而对不同的边缘采取不同的算法。而判别过程需要大量的计算过程和迭代过程，如何在硬件上更好的实现这些算法，是近些年学者和工程师研究的重点。

对方向的判断存在多种算法，但总体思路大致相同，即，经过对相邻像素的计算得到初步权重，之后再对权重进行比对决定目标像素是利用何种插值方式。

在对方向判别好之后，就会根据已经判别出的插值方式对最终该点G的数据进行恢复，恢复的结果为：