颜色插值方法技术

提供一种用于在数字系统中插值像素颜色的方法，该方法包括获取具有第一级相似性的第一颜色的至少两个像素，其中该至少两个像素邻接待复原的第一像素；计算用于该第一颜色的该两个像素的平均值；复原用于第一颜色的该至少两个像素的值；以及通过使用亮度梯度的插值方法复原与用于该至少两个像素的第二颜色相关联的值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及颜色插值，特别涉及在Bayer模式颜色滤镜中的颜色插值。
技术介绍
通常，如数码照相机或数码摄像机之类的数字影像设备使用电荷耦合器件(CCD)，为了获得全色图像，其使用用于各像素的不同信息。为了显示人眼可视的图像，需要至少三种类型的颜色数据。全色图像可根据三个独立颜色R、G和B的像素值来表现。CCD是影像设备，用于把光学信号转换成电信号。CCD可以是单芯片类型或多芯片类型。在多芯片类型中，每个像素通过使用三个芯片来接收三种颜色，这三个芯片分别具有对三种颜色(R、G和B)有反应的传感器。在单芯片类型中，每个像素只接收一种颜色，并且颜色滤镜阵列(CFA)具有对每种颜色有反应的传感器。CFA最常见的模式是Bayer模式。在多芯片类型的情况下，构成一个屏幕画面的每种颜色具有整个屏幕画面的信息。因此，可通过使用这些颜色来重构整个屏幕画面。但是，在图1所示的单芯片的情况下，对每个像素设置有不同的传感器以接收不同颜色，即便是用于接收三种颜色的传感器位于一个芯片上。因此，在三种颜色中，每个像素只有一种颜色信息。例如，在B像素或R像素没有绿色检测传感器来复原绿色颜色值(G值)的情况下，通过使用相邻像素的绿色检测传感器所接收的信息来表现绿色。即使用表现绿色的颜色插值算法。现有技术中，单芯片Bayer模式颜色滤镜中的颜色插值方法包括双线性插值方法、色移插值方法和使用亮度梯度的自适应插值方法。下面解释每种插值方法。图1A是示出双线性插值方法中的5×5Bayer模式。如图所示，在双线性插值方法中，例如对像素G8，使用最邻近的四个像素(G3、G7、G9和G13)的颜色信息来复原G值，并且如下面的公式示出的使用这邻接的四个像素(G3、G7、G9和G13)的平均。G8=G3+G7+G9+G134]]>-----------公式1图1B示出了色移插值方法中的5×5Bayer模式的图示。如图所示，色移插值方法通过使用双线性方法获得所有邻近的G值，然后通过以前由传感器已知的R值所获得的G8来获得R8。假设与待复原像素B8邻接的R值和G值之间的比值是常数，然后在邻接的四个像素G2、G4、G12和G14中计算R值和G值之间比值的平均值。如下面的公式所示，所计算的平均值与像素(B8)的G值(G8)相乘，由此复原R值(R8)。R8=G8R2G2+R4G4+R12G12+R14G144]]>公式2图2A和图2B示出了使用亮度梯度的自适应插值方法中的Bayer模式。在图2A中，α表示垂直边信息，而β表示水平边信息。下面的公式3用于获得垂直边信息α和水平边信息β。α＝absβ＝abs公式3一旦获得垂直边信息α和水平边信息β，就可以确定色移是在水平轴方向更小，还是在垂直轴方向更小。如果α小于β，则在水平轴方向的色移比在垂直轴方向的色移更小。另一方面，如果α大于β，确定G34和G54之间的平均值作为G44。而且，如果α等于β，确定各邻接值G34、G43、G45和G54的平均值作为G44(参加公式4)。G44=(G43+G45)/2,ifα<β(G34+G54)/2,ifα>β(G43+G45+G34+G54)/4,ifα=β]]>公式4当复原了G值(如G44)，如图2B所示，在R值与G值之间的比值(R∶G)以及B值与G值之间的比值(B∶G)是常数的情况下，可获得R值和B值(参加公式5)。R34=(R33-G33)+(R35-G35)2+G34]]>B34=(B33-G33)+(B35-G35)2+G34]]>-------公式5图3是示出使用亮度梯度的自适应插值方法中的Bayer模式的图示。图3中Gdiff_ver表示待复原像素(如G44)的右边值和左边值之间的差异，并且Gdiff_hor表示待复原像素(如G44)的上边值和下边值之间的差异下面的公式6用于获得垂直值和水平值(Gdiff_ver，Gdiff_hor)。Gdiff_hor＝absGdiff_ver＝abs---------公式6 所获得的水平值和垂直值(Gdiff_ver，Gdiff_hor)同任意设置的阈值threshold比较以通过使用下面的公式确定G值。1.(Gdiff_hor＞threshold)AND(Gdiff_ver＞threshold)→G44＝(G34+G45+G54+G43)/42.(Gdiff_hor＜＝threshold)AND(Gdiff_ver＜＝threshold)→G44＝(G34+G45+G54+G43)/43.(Gdiff_hor＜＝threshold)AND(Gdiff_ver＞threshold)→G44＝(G43+G45)/24.(Gdiff_hor＞threshold)AND(Gdiff_ver＜＝threshold)→G44＝(G34+G54)/2当通过上述公式复原了每个像素的G值，可按照使用亮度梯度的插值方法的同样方式复原R值和B值。可根据每个图像传感器不同地设置阈值，因此优化每个图像传感器。插值方法大致可分成双线性插值方法、颜色校正插值方法和使用空间关系的插值方法。双线性插值方法需要的计算量小并且易于实现。但是这种方法引起拉链效果(zipper effect)和模糊现象。颜色校正方法包括色移插值方法和使用亮度梯度的实现方法。颜色校正方法通过使用色差和色比来维持柔和色。由于其实现简单并且色彩稳定，所以在照相机中使用颜色校正方法。使用空间关系的插值方法通过使用色差和偏移比(shift ratio)产生最佳质量的图像。但是该方法的实现较复杂，要求很大的计算量。而且，由于该方法只使用上/下分量和左/右分量，当在实际图像中存在偏斜线或边线时可能导致模糊现象。在现有技术的插值方法中，如果计算简单，图片质量就下降。当计算复杂，图片质量就改进，但计算负担增加。而且，在斜或偏图像的情况下，图像质量也下降，因考虑了上、下、左、右分量但没有考虑对角分量。因此需要方法来解决上述问题。
技术实现思路
下面通过结合附图详细说明本专利技术，上述和其他的目的、本专利技术的特性、内容和优点会更加明了。根据本专利技术的一个方面，一种插值方法包括计算邻接待复原的第一像素的多个第一颜色的像素之间的相似性；计算与所述多个像素中的至少两个像素的该第一颜色相关联的平均值，所述至少两个像素具有第一级相似性；复原与用于该第一像素的该第一颜色相关联的第一颜色值；以及根据使用亮度梯度的插值来复原与用于所述第一像素的第二颜色和第三颜色相关联的值。在一个实施例中，计算相似性包括调整邻接所述第一像素的所述多个像素的第一颜色值。在另外的实施例中，计算相似性包括获取邻接该第一像素的第一颜色的各像素之间的相似性。计算平均值可包括具有所述第一级相似性的至少两个像素的算数平均值乘以所述至少两个像素之间的相似性值。在优选实施例中，根据Bayer模式排列多个像素。所述第一像素可以是蓝像素或红像素。例如，所述第一颜色可以是绿色；第二颜色是红色；第三颜色是蓝色。在优选实施例中，所述第一级相似性是最高级相似性。根据另外的实施例，提供一种插值像素颜色的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种插值方法，包括计算邻接待复原的第一像素的多个第一颜色的像素之间的相似性；计算与所述多个像素中的至少两个像素的第一颜色相关联的平均值，该至少两个像素具有第一级相似性；复原与用于该第一像素的该第一颜色相关联的第一颜色 值；以及根据使用亮度梯度的插值复原与用于该第一像素的第二颜色和第三颜色相关联的值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：姜容成，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]