基于色差空间的Bayer 图像的迭代插值算法

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基于色差空间的Bayer 图像的迭代插值算法

梁晓芬, 乔卫东, 杨建峰, 薛彬, 秦佳

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梁晓芬, 乔卫东, 杨建峰, 薛彬, 秦佳. 基于色差空间的Bayer 图像的迭代插值算法[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3128-3133.

引用本文:

梁晓芬, 乔卫东, 杨建峰, 薛彬, 秦佳. 基于色差空间的Bayer 图像的迭代插值算法[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3128-3133.

Liang Xiaofen, Qiao Weidong, Yang Jianfeng, Xue Bin, Qin Jia. Iterative interpolation algorithm of Bayer images based on color difference space[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(9): 3128-3133.

Citation:

Liang Xiaofen, Qiao Weidong, Yang Jianfeng, Xue Bin, Qin Jia. Iterative interpolation algorithm of Bayer images based on color difference space[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(9): 3128-3133.

基于色差空间的Bayer 图像的迭代插值算法

梁晓芬^1,2,
乔卫东¹,
杨建峰¹,
薛彬¹,
秦佳^1,2

1.
中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;
2.
中国科学院大学,北京100049

基金项目:

国家自然科学基金（60808028）;国家863 计划（2009AA122203）

作者简介:
梁晓芬（1988- ），女，硕士生，主要从事图像与多源信息处理方面的研究。Email：liangxiaofen2011@126.com

中图分类号: TP391.1

Iterative interpolation algorithm of Bayer images based on color difference space

1.
Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS,Xi'an 710119,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 单CCD/CMOS 传感器相机捕捉图像信息靠在传感器表面覆盖一层颜色滤波阵列(CFA)，经过CFA 后每个像素点只能获得物理三基色(红，绿，蓝)其中一种分量。另外缺少的两种颜色分量，需要通过周围像素的值来估算。首先利用55 模板内的像素来估计插值的方向并用最优的权重系数来插值G 分量。其次利用了基于有理函数的二维插值算子在色差空间插值R(B)处缺少的B(R)分量。再次利用色差插值G 处缺少的R 和B 分量。最后，使用方差约束条件，迭代插值过程被重复多次直到达到了最优的插值结果。通过在24 幅柯达图片以及笔者相机拍摄的图片上的Matlab 仿真实验，结果显示，被提出的算法无论是在视觉方面还是在量化的数据方面都表现出了优势。
- 彩色复原 /
- 颜色插值 /
- 双线性插值 /
- PSNR
Abstract: Signal CCD/CMOS sensors capture image information by covering the sensor surface with a color filter array (CFA). For each pixel, only one of three primary colors(red, green and blue) can pass through the CFA. The other two missing color components are estimated by the values of surrounding pixels. The first step was to estimate interpolation direction taking advantage of the pixels in 55 template and use the optimal weighting factors to interpolate G components. The second step was to interpolate R(B) components at the location of B(R) using the interpolation operator based on two-dimensional rational function. The third step was to interpolate R and B components at the location of G components by color difference interpolation. Lastly, the iterative interpolation repeated until approaching the optimal results using variance-constrained condition. Through Matlab simulate experiments based on 24 Kodak images and the images captured from our camera, the proposed algorithm outperforms both in visual and numerical aspects.
- color recovery /
- color interpolation /
- bilinear interpolation /
- PSNR

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基于色差空间的Bayer 图像的迭代插值算法

1. 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119;

2. 中国科学院大学,北京100049

作者简介:
梁晓芬（1988- ），女，硕士生，主要从事图像与多源信息处理方面的研究。Email：liangxiaofen2011@126.com

收稿日期: 2014-01-17
修回日期: 2014-02-23
刊出日期: 2014-09-25

基金项目:

国家自然科学基金（60808028）;国家863 计划（2009AA122203）

中图分类号: TP391.1

关键词:

摘要: 单CCD/CMOS 传感器相机捕捉图像信息靠在传感器表面覆盖一层颜色滤波阵列(CFA)，经过CFA 后每个像素点只能获得物理三基色(红，绿，蓝)其中一种分量。另外缺少的两种颜色分量，需要通过周围像素的值来估算。首先利用55 模板内的像素来估计插值的方向并用最优的权重系数来插值G 分量。其次利用了基于有理函数的二维插值算子在色差空间插值R(B)处缺少的B(R)分量。再次利用色差插值G 处缺少的R 和B 分量。最后，使用方差约束条件，迭代插值过程被重复多次直到达到了最优的插值结果。通过在24 幅柯达图片以及笔者相机拍摄的图片上的Matlab 仿真实验，结果显示，被提出的算法无论是在视觉方面还是在量化的数据方面都表现出了优势。

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