[发明专利]一种拜尔格式数据与等量同结构亮度色差分量数据的转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种彩色数字录像机。

背景技术

通常彩色数字摄像机所采用的传感器输出拜尔(BAYER)格式的数据，由其后的处理环节将拜尔格式的数据转换成RGB数据，并在一定的环节中再将RGB数据转换成亮度-色差分量数据(以下称YC_bC_r数据)，因为YC_bC_r数据在许多图像处理及视频压缩的处理中有一些独特的方便之处。RGB数据与YC_bC_r数据的转换有公式可循，在计算机视觉运用中通常采用亮度分量取值[0，255]、色差分量取值[-128，127]的计算公式。

在一些场合，C_b、C_r分量也被称为U、V分量。不失一般性，本文中以C_b、C_r统一表示。

RGB数据与YC_bC_r数据的转换通常是在由拜尔格式数据转换成24位RGB数据的环节后进行的，而在经过这一环节的运算后，数据量增至原来的三倍。虽然一些图像处理、视频压缩处理需要运用YC_bC_r数据，但在例如显示等环节还是需要采用RGB数据，因此还有必要将YC_bC_r数据再变换成RGB数据。

这样的多次转换操作带来了数据量的增加、运算开销的剧增，造成资源开销增加从而引起制造成本增加；以及功耗增加从而导致产品设备稳定性因素的恶化。

发明内容

本专利的目的在于优化彩色数字录像机的数据结构，使得录像机在保持以拜尔格式数据量进行运算的同时，可以运用更方便的数据形式。

如果RGB数据与YC_bC_r数据的转换在由拜尔格式数据转换成24位RGB数据的环节前进行，则可以在保持与拜尔格式数据的数据量不变的情况下，使得后续处理环节可以采用YC_bC_r分量数据进行运算。

拜尔格式数据共有四个分量，G_rRBG_b，其排列方式如图1所示，因此YC_bC_r数据采用同等数据量及同样结构，应为Y_rC_rC_bY_b，如图2所示。

由于拜尔格式数据与Y_rC_rC_bY_b数据具有四个分量，因此通常的RGB数据与YC_bC_r数据的转换公式不适用于拜尔格式数据与Y_rC_rC_bY_b数据的转换。本方法根据拜尔格式数据的数据结构特性，在保持亮度色差分量特性的前提下，推导出由拜尔格式数据至Y_rC_rC_bY_b数据的转换计算公式：

Y_r＝0.587G_r+0.299R+0.114B

C_r＝-0.2093G_r+0.500R-0.0814B-0.2093G_b

C_b＝-0.1656G_r-0.1688R+0.500B-0.1656G_b

Y_b＝0.299R+0.114B+0.587G_b

以及由Y_rC_rC_bY_b数据至拜尔格式数据的转换计算公式：

G_r＝1.3518Y_r-0.7142C_r-0.3443C_b-0.3518Y_b

R＝0.500Y_r+1.4021C_r+0.500Y_b

B＝0.500Y_r+1.7720C_b+0.500Y_b