一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法及系統，該方法包括如下步驟：將原始的Bayer圖像中的像素點歸為G和BR兩類，分別對G通道和BR通道進行插值；將插值后的數據從G和BR域轉換到delta域和summation域；對域變換后的數據進行橫向濾波處理；對delta圖層進行插值，恢復出delta_B圖層和delta_R圖層，同時保存上一步驟得到的delta圖層作為delta_G圖層；將插值后的數據進行縱向濾波處理，并進行色彩恢復，得到處理好的數據，通過本發明，可以極大地降低算法的復雜度，節省大量的硬件資源。
【專利說明】一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及數字圖像處理領域，特別是涉及一種對Bayer格式圖像進行聯合插值降噪處理、生成去噪后RGB圖像的Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法和系統。
【背景技術】
[0002]現代數碼相機多用色彩濾波陣列(Color Filter Array, CFA)來采樣圖像顏色信息。CFA陣列的特點是每個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行估計。合理使得使用周邊點的顏色信息對中心點缺失的顏色信息進行估計并恢復出一個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算來進行去馬賽克的，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。算法的復雜度往往與算法的性能呈現一定的正相關。在硬件電路中，需要對算法的性能和復雜度進行折衷，以取得最優的電路設計。
[0004]一般情況下，從傳感器從傳出來的Bayer格式的圖像會含有一定的噪聲，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。常見的設計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合起來可以得到更好的效果。
[0005]現有的Bayer格式圖像聯合降噪插值算法性能雖然已經十分優異，但是算法的復雜度很高，硬件實現的過程中會消耗大量的硬件資源，并不利于硬件實現。
【發明內容】
[0006]為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法和系統，其可以極大地降低算法的復雜度，節省了大量的硬件資源。
[0007]為達上述及其它目的，本發明提出一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法，包括如下步驟:
[0008]步驟一，將原始的Bayer圖像中的像素點歸為G和BR兩類，分別對G通道和BR通道進行插值；
[0009]步驟二，將插值后的數據從G和BR域轉換到delta域和summation域；
[0010]步驟三，對域變換后的數據進行橫向濾波處理；
[0011]步驟四，對delta圖層進行插值,恢復出delta_B圖層和delta_R圖層，同時保存步驟三得到的delta圖層作為delta_G圖層；
[0012]步驟五，將縱向插值后的數據進行縱向濾波處理，并進行色彩恢復，得到處理好的數據。
[0013]進一步地，于步驟一中，對G通道和BR通道分別進行插值采用如下方法:[0014]假設原始的Bayer圖像大小為M*N，當前需要進行插值的像素點坐標為(m，η)，則
有
[0015]
【權利要求】
1.一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法，包括如下步驟: 步驟一，將原始的Bayer圖像中的像素點歸為G和BR兩類，分別對G通道和BR通道進行插值； 步驟二,將插值后的數據從G和BR域轉換到delta域和summation域； 步驟三，對域變換后的數據進行橫向濾波處理； 步驟四，對delta圖層進行插值,恢復出delta_B圖層和delta_R圖層，同時保存步驟三得到的delta圖層作為delta_G圖層； 步驟五，將插值后的數據進行縱向濾波處理，并進行色彩恢復，得到處理好的數據。
2.如權利要求1所述的一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法，其特征在于，于步驟一中，對G通道和BR通道分別進行插值采用如下方法: 假設原始的Bayer圖像大小為M*N，當前需要進行插值的像素點坐標為(m，η)，則有
3.如權利要求2所述的一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法，其特征在于，于步驟二中，域轉換采用如下方法: 設Gh，BRh的最大值為MAX， summation = Gh+BRh， delta = MAX+Gh-BRho
4.如權利要求3所述的一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法，其特征在于:于步驟三中，分別考察當前點左右若干點與中心點的相關性，然后取相關點的均值。
5.如權利要求4所述的一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法，其特征在于:給定一個閾值threshold,若兩像素點間像素距離大threshold,判定這兩點無關；否則這兩點相關。
6.如權利要求5所述的一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法，其特征在于，于步驟四中，恢復delta_R的過程中采取以下方法: a)如果中心點左右兩點均是由原始Bayer圖像的R值得到，則采取其對角線的4各點取加權平均； b)如果中心點左右兩點均是步驟二中插值得到的，那么直接取上下兩個點的平均。
7.如權利要求5所述的一種Bayer格式圖像聯合去噪插值的方法，其特征在于:于步驟五中，分別考察當前點縱向若干點與中心點的相關性，然后取相關點的均值，并于濾波完成之后，先恢復G圖層，再通過G圖層恢復R圖層和B圖層。
8.—種Bayer格式圖像聯合去噪插值系統，至少包括: 數據緩存模塊，接收從傳感器傳輸過來的像素數據； 橫向插值模塊，接于該數據緩存模塊后，接收來自該數據緩存模塊的數據，并對接收到的像素點進行橫向插值處理； 域轉換模塊，接于該橫向插值模塊之后，對橫向插值后的數據進行域轉換； 橫向濾波處模塊，接于該域轉換模塊之后，對域轉換后的數據進行橫向濾波處理；縱向插值模塊，接于該橫向濾波模塊之后，對橫向濾波后的的數據進行縱向插值處理，得到縱向插值后數據； 縱向濾波模塊，將縱向插值后的數據進行縱向濾波和色彩恢復，得到處理好的數據。
9.如權利要求8所述的一種Bayer格式圖像聯合去噪插值系統，其特征在于:該數據緩存模塊由四行行緩沖器組成，其他模塊均具有多個，各橫向插值模塊、域轉換模塊及橫向濾波模塊分別對5行數據進行相應處理。
10.如權利要求9所述的一種Bayer格式圖像聯合去噪插值系統，其特征在于:縱向插值模塊將5行數據分成3組進 行縱向插值處理，得到3行插值后數據。
【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 優先權日:2013年10月25日
【發明者】祝希, 金威, 賀光輝, 洪亮, 李琛, 趙宇航, 何衛鋒 申請人:上海交通大學, 上海集成電路研發中心有限公司