一種邊緣自適應的色彩還原方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及數字圖像處理領域，具體設及一種色彩還原算法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 由于生產成本、相機結構等原因，現有的大部分數字相機都采用在相機傳感器上 覆蓋一層彩色濾波模板的方法來采集圖像，Bayer彩色濾波模板是運些彩色濾波模板中最 常用的一種。由于Bayer彩色濾波模板的數字相機采集到的圖像，每個像素點單單只有紅 (R)、綠(G)、藍(B)=種顏色分量中其中的一種而缺失另外兩種分量，為了獲得全彩色圖像， 還需要對每一點上缺失的顏色分量進行插值，使得圖像上每一個像素點都同時具有紅(R)、 綠(G)、藍(B)=種顏色分量。
[0003] 現有技術中，針對Bayer彩色濾波模板的色彩還原方法有很多，最典型的算法是雙 線性插值方法，它的優(yōu)點在于插值方法簡單、插值快速，但缺點是還原效果不理想，甚至會 出現偽彩色和銀齒現象。雙線性插值的原理是把周圍的（一般為3鄰域）同一顏色的平均值 作為該點缺失分量的插值。雙線性插值在圖像變換緩慢的平滑區(qū)域，能得到其它色彩還原 方法相近的、良好的效果;但在圖像邊緣等變化劇烈的區(qū)域，簡單的平均插值會導致圖像的 邊緣變得模糊，還原效果較差。

【發(fā)明內容】

[0004] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種還原效果較好的邊緣自適應的 色彩還原方法及一種邊緣自適應的色彩還原系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術方案是：一種邊緣自適應的色彩還原方法，該方法包括W下 步驟：
[0006] 采集Bayer格式的原始圖像；
[0007] 根據原始圖像、原始圖像的梯度信息和不同顏色通道之間的色差判斷待插值像素 點是處于平滑區(qū)域還是處于邊緣區(qū)域，然后根據判斷的結果對原始圖像中綠色分量的缺失 部分進行插值重建，得到全分辨率的綠色分量；
[000引利用原始圖像的梯度信息、不同顏色通道之間的色差W及所述的全分辨率的綠色 分量，分別對紅色分量和藍色分量的缺失部分進行插值重建，并分別得到全分辨率的紅色 分量和藍色分量；
[0009] 對所得到的所述全分辨率的紅色分量、綠色分量W及藍色分量進行色差校正。
[0010] 作為該技術方案的改進，所述判斷待插值像素點是處于平滑區(qū)域還是處于邊緣區(qū) 域，其首先需得出該像素點的兩個對角方向上的最大梯度E，并將其與梯度闊值T進行比較； 若6<1'，則該像素點處于圖像上的平滑區(qū)域;若E〉= T，則該像素點處于圖像上的邊緣區(qū)域。
[0011] 作為該技術方案的改進，若所述像素點處于圖像上的邊緣區(qū)域，則需根據其水平 方向和垂直方向上的梯度，判斷其在哪一個方向上變化相對平緩，然后根據判斷結果，采用 相應的插值計算公式。
[0012] 作為該技術方案的改進，所述步驟利用原始圖像的梯度信息、不同顏色通道之間 的色差W及所述的全分辨率的綠色分量，分別對紅色分量和藍色分量的缺失部分進行插值 重建，其包括：
[0013] 利用全分辨率的綠色分量和原始圖像，在原始圖像上僅有藍色分量的像素點上， 對紅色分量進行插值重建；
[0014] 利用全分辨率的綠色分量、原始圖像W及所述插值恢復的那部分紅色分量，在原 始圖像上僅有綠色分量的像素點上，對紅色分量進行插值重建，得到全分辨率的紅色分量；
[0015] 利用全分辨率的綠色分量和原始圖像，在原始圖像上僅有紅色分量的像素點上， 對藍色分量進行插值重建；
[0016] 利用全分辨率的綠色分量、原始圖像W及所述插值恢復的那部分藍色分量，在原 始圖像上僅有綠色分量的像素點上，對藍色分量進行插值重建，得到全分辨率的藍色分量。
[0017] 作為該技術方案的進一步改進，所述對所得到的全分辨率的紅色分量、綠色分量 W及藍色分量進行色差校正，其包括：
[0018] 計算全分辨率的綠色分量分別與紅色分量、藍色分量的色差，并對綠色分量進行 色差校正，得到校正后的綠色分量；
[0019] 計算全分辨率的紅色分量分別與綠色分量、藍色分量的色差，并對紅色分量進行 色差校正，得到校正后的紅色分量；
[0020] 計算全分辨率的藍色分量分別與紅色分量、綠色分量的色差，并對藍色分量進行 色差校正，得到校正后的藍色分量。
[0021] 作為該技術方案的進一步改進，所述最大梯度E的計算公式為
[0022] E=HiaxK |G1-G2| + |G3-G4| )/2，（ |G1-G4| + |G2-G3| )/2}其中，61、62、63、64分別為 對應不同位置的綠色灰度值。
[0023] 作為該技術方案的進一步改進，所述處于圖像上的邊緣區(qū)域的
[0024] 點，判斷其平緩方向的公式為 Wel +We3 > 該點在垂直方向上較為平緩
[002引 爪邊+巧'64>取刮+爪色3，該點在水平方向上較為平緩 W 1 + r, = r，+ r 該點在兩個方尚上無差異 ,()] e3 el (6)4
[0026] 其中，胖61，胖62，胖63，胖64分別表示所述處于邊緣區(qū)域點的四個不同方向上的插值權 重。
[0027] 作為該技術方案的進一步改進，所述對待插值點缺失的紅色分量進行插值，具體 的插值計算公式如下：
[0030] 其中胖31，胖32，胖33，胖34分別為處于平滑區(qū)域的待插值點的四個不同方向的插值權重； Wel，We2，We3，We4分別為處于邊緣區(qū)域的待插值點的四個不同方向的插值權重;r 1、r 2、r3、r4 分別代表不同位置的初始紅色灰度值;3，則，32，1?3，1?4分別為不同位置的紅色灰度值;8， B1，B2，B3，B4分別為不同位置的藍色灰度值。
[0031] 作為該技術方案的進一步改進，所述對綠色通道色差校正的公式為
[0033] 其中Gr和Gb分別為調整后的紅色色差和藍色色差，:(?為經過校正后的綠色分量， 巧/為全分辨率的紅色分量，璋為全分辨率的藍色分量。
[0034] 本發(fā)明還提供一種邊緣自適應的色彩還原的系統(tǒng)，包括用于采集Bayer格式的原 始圖像的裝置；
[0035] 用于根據原始圖像、原始圖像的梯度信息和不同顏色通道之間的色差判斷待插值 像素點是處于平滑區(qū)域還是處于邊緣區(qū)域，然后根據判斷的結果對原始圖像中綠色分量的 缺失部分進行插值重建，得到全分辨率的綠色分量的裝置；
[0036] 用于利用原始圖像的梯度信息、不同顏色通道之間的色差W及所述的全分辨率的 綠色分量，分別對紅色分量和藍色分量的缺失部分進行插值重建，并分別得到全分辨率的 紅色分量和藍色分量的裝置；
[0037] 用于對所得到的所述全分辨率的紅色分量、綠色分量W及藍色分量進行色差校正 的裝置。
[0038] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供一種邊緣自適應的色彩還原的方法及系統(tǒng)，其 利用梯度信息對Bayer格式原始圖像中待插值點的位置進行判斷，根據待插值點在圖像中 所屬的區(qū)域(邊緣區(qū)域或者平滑區(qū)域)分別進行不同的插值還原計算，在圖像邊緣等變化劇 烈的區(qū)域，根據圖像周圍的梯度，在圖像變換較為緩慢的方向上進行插值，有效的提高了圖 像還原后的信噪比，提高了色彩還原的效果，既保持了圖像的銳度，也很好的避免偽彩色。
【附圖說明】
[0039] 下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明：
[0040] 圖1是本發(fā)明一實施例的插值恢復綠色分量時所使用的32鄰域模板示意圖；
[0041 ]圖2是本發(fā)明一實施例的插值恢復綠色分量時所使用的4鄰域模板示意圖；
[0042] 圖3是本發(fā)明一實施例的插值恢復紅色或藍色分量所采用的32鄰域模板示意圖；
[0043] 圖4是本發(fā)明一實施例的圖像示意圖；
[0044] 圖5是本發(fā)明一實施例的色差校正中的16鄰域模板示意圖。
【具體實施方式】
[0045] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可W相 互組合。
[0046] -種邊緣自適應的色彩還原方法，該方法包括W下步驟：
[0047] 采集Bayer格式的原始圖像；
[0048] 根據原始圖像、原始圖像的梯度信息和不同顏色通道之間的色差判斷待插值像素 點是處于平滑區(qū)域還是處于邊緣區(qū)域，然后根據判斷的結果對原始圖像中綠色分量的缺失 部分進行插值重建，得到全分辨率的綠色分量；
[0049] 利用原始圖像的梯度信息、不同顏色通道之間的色差W及所述的全分辨率的綠色 分量，分別對紅色分量和藍色分量的缺失部分進行插值重建，并分別得到全分辨率的紅色 分量和藍色分量；
[0050] 對所得到的所述全分辨率的紅色分量、綠色分量W及藍色分量進行色差校正。
[0051] 作為該技術方案的改進，所述判斷待插值像素點是處于平滑區(qū)域還是處于邊緣區(qū) 域，其首先需得出該像素點的兩個對角方向上的最大梯度E，并將其與梯度闊值T進行比較； 若6<1'，則該像素點處于圖像上的平滑區(qū)域;若