彩色摩尔纹消除方法及装置制造方法及图纸

一种彩色摩尔纹消除方法及装置，所述方法包括：获取原始图像；计算所述原始图像的亮度分量和三个颜色分量；获取所述亮度分量和所述三个颜色分量中每个颜色分量的频谱交叠系数；根据所述频谱交叠系数，获取对应于所述三个颜色分量中每个颜色分量的权重系数，所述权重系数大于0且小于等于1；以及根据所述亮度分量、所述三个颜色分量以及所述三个颜色分量的权重系数，获取四个颜色通道的输出值。

Method and device for eliminating color moire

A color moire elimination method and device, the method includes: acquiring the original image; calculating the brightness component and three color components of the original image; acquiring the spectrum overlap coefficient of the brightness component and each color component in the three color components; acquiring the weight corresponding to each color component in the three color components according to the spectrum overlap coefficient Coefficient, the weight coefficient is greater than 0 and less than or equal to 1; and according to the weight coefficient of the luminance component, the three color components and the three color components, the output values of the four color channels are obtained.

【技术实现步骤摘要】
彩色摩尔纹消除方法及装置
本专利技术涉及图像处理领域，具体地涉及一种彩色摩尔纹消除方法及装置。
技术介绍
图像传感器是将光信号转换成电信号的半导体器件。传统的图像传感器包括电荷耦合器件(ChargeCoupledDevices，CCD)图像传感器、互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)图像传感器。要实现拍摄彩色图像，最普遍的方法是在图像传感器的前端加上彩色滤波阵列(ColorFilterArray，CFA)，例如图1所示的贝尔型CFA，该种CFA包括红绿蓝(RGB)三种颜色通道。成像时，CFA的每个像素位置只允许一种颜色的光线通过，进入到图像传感器中，转换成电信号输出，因此图像传感器捕捉到的原始图像是经过采样的呈一定规则排列的马赛克图像(Mosaicimage)。去马赛克(Demosaicking)之后才能形成彩色图像输出到显示器、打印机、投影仪等输出设备。当被拍摄物体有规则而密集的纹理时，由于采样频率的限制，去马赛克之后图像上会出现缓慢变化的彩色条纹，称为彩色摩尔纹，彩色摩尔纹不仅破坏图像美感，而且会造成对图像信息的误判，严重影响成像质量。消除图像彩色摩尔纹最常用的方法是在光学系统中加入低通滤镜，然而低通滤镜同时模糊了图像的细节，降低了成像质量。另一类消除彩色摩尔纹的方法是改进CFA，这一类方法复杂而昂贵，并且对于已经实际应用的CFA，以及已经拍摄出来的数字图像是无法使用这种方法的。在通过图像处理消除彩色摩尔纹的方法方面，公开的文献和专利中主要包括将图像转为亮度和颜色分量，用滤波器对颜色分量进行模糊，然后转回彩色图像。这种方法的缺点是，清晰的色彩边缘变得模糊，并且被周围的颜色晕染。模糊时采用的滤波器越大，这种颜色晕染越严重，而为了消除彩色摩尔纹，这个滤波器通常非常大，从而导致不可接受的颜色晕染。这类方法的另一个缺点是，计算量庞大，无法应用在实时系统中。为了提高图像传感器在低照度条件下的成像效果，目前许多新型的CFA在红绿蓝(RGB)三原色之外加入了透明通道W，如图2所示，该种CFA具有四个颜色通道，这降低了图像传感器在低照度下的噪声，但是其较低的采样率使得所采集的图像彩色摩尔纹问题更加严重。
技术实现思路
为解决上述图像中的彩色摩尔纹问题，本专利技术实施例提供一种彩色摩尔纹消除方法，包括：获取原始图像；计算所述原始图像的亮度分量和三个颜色分量；获取所述亮度分量和所述三个颜色分量中每个颜色分量的频谱交叠系数；根据所述频谱交叠系数，获取对应于所述三个颜色分量中每个颜色分量的权重系数，所述权重系数大于0且小于等于1；以及根据所述亮度分量、所述三个颜色分量以及所述三个颜色分量的权重系数，获取四个颜色通道的输出值。可选地，所述方法还包括：在获取原始图像后，将所述原始图像转换成频谱图像。可选地，所述计算所述原始图像的亮度分量包括：通过第一滤波器对所述频谱图像进行频域滤波，再将滤波后的频谱图象转换回空间域，以获得所述亮度分量；或采用第一卷积模板对所述原始图像进行空间域卷积，以获得所述亮度分量；其中，所述第一滤波器与第一卷积模板对应的中心频率与所述亮度分量的频谱图像峰值位置有关。可选地，所述计算所述原始图像的三个颜色分量包括：对所述频谱图像进行多次频域滤波，再将滤波后的频谱图象转换回空间域，以使每次频域滤波获得一个颜色分量；或对所述原始图像进行多次空间域卷积，每次空间域卷积获得一个颜色分量；其中，每次频域滤波分别对应不同的中心频率；每次空间域卷积分别对应不同的中心频率，所述中心频率与每个颜色分量在频谱图像中的峰值位置有关。可选地，获取所述亮度分量和三个颜色分量中每个颜色分量的频谱交叠系数，包括：对于每个颜色分量，采用第二滤波器对频谱图像进行频域滤波，并将滤波后的频谱图象转换回空间域，得到第一滤波结果；以及将第一滤波结果进行平方操作，获得该颜色分量的频谱交叠系数；其中，所述第二滤波器的中心频率在每个颜色分量的频谱图像峰值位置和所述亮度分量的频谱图像峰值位置的连线上。可选地，当所述亮度分量与颜色分量的频谱交叠系数越大，则将对应于该颜色分量的权重系数设定得越小。可选地，所述权重系数通过下列公式计算：其中，w表示权重系数，E表示所述频谱交叠系数，σ为可调参数。可选地，所述权重系数通过下列公式计算：其中，w表示权重系数，E表示所述频谱交叠系数，a，b，Emin以及Emax均为可调参数，Emin小于Emax。可选地，所述四个颜色通道的输出值通过下列公式计算：P1＝L1+w1*C2+w2*C3+w3*C4；P2＝L1+w1*C2-w2*C3-w3*C4；P3＝L1-w1*C2+w2*C3-w3*C4；P4＝L1-w1*C2-w2*C3+w3*C4；其中，P1-P4表示四个颜色通道的输出值，L1表示所述亮度分量，C2-C4表示所述三个颜色分量，w1-w3表示分别对应于所述三个颜色分量的权重系数。可选地，所述方法还包括：获取所述四个颜色通道的输出值后，根据所述输出值合成消除彩色摩尔纹之后的图像。本专利技术实施例还提供了一种彩色摩尔纹消除装置，包括：存储器、处理器和信号处理模块，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，控制信号处理模块执行以下步骤：获取原始图像；计算所述原始图像的亮度分量和三个颜色分量；获取所述亮度分量和所述三个颜色分量中每个颜色分量的频谱交叠系数；根据所述频谱交叠系数，获取对应于所述三个颜色分量中每个颜色分量的权重系数，所述权重系数大于0且小于等于1；以及根据所述亮度分量、所述三个颜色分量以及所述三个颜色分量的权重系数，获取四个颜色通道的输出值。可选地，所述信号处理模块还适于执行：在获取原始图像后，将所述原始图像转换成频谱图像。可选地，所述计算所述原始图像的亮度分量包括：通过第一滤波器对所述频谱图像进行频域滤波，再将滤波后的频谱图象转换回空间域，以获得所述亮度分量；或采用第一卷积模板对所述原始图像进行空间域卷积，以获得所述亮度分量；其中，所述第一滤波器与第一卷积模板对应的中心频率与所述亮度分量的频谱图像峰值位置有关。可选地，所述计算所述原始图像的三个颜色分量包括：对所述频谱图像进行多次频域滤波，再将滤波后的频谱图象转换回空间域，以使每次频域滤波获得一个颜色分量；或对所述原始图像进行多次空间域卷积，每次空间域卷积获得一个颜色分量；其中，每次频域滤波分别对应不同的中心频率；每次空间域卷积分别对应不同的中心频率，所述中心频率与每个颜色分量在频谱图像中的峰值位置有关。可选地，获取所述亮度分量和三个颜色分量中每个颜色分量的频谱交叠系数，包括：对于每个颜色分量，采用第二滤波器对频谱图像进行频域滤波，并将滤波后的频谱图象转换回空间域，得到第一滤波结果；以及将第一滤波结果进行平方操作，获得该颜色分量的频谱交叠系数；其中，所述第二滤波器的中心频率在每个颜色分量的频谱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种彩色摩尔纹消除方法，其特征在于，包括：/n获取原始图像；/n计算所述原始图像的亮度分量和三个颜色分量；/n获取所述亮度分量和所述三个颜色分量中每个颜色分量的频谱交叠系数；/n根据所述频谱交叠系数，获取对应于所述三个颜色分量中每个颜色分量的权重系数，所述权重系数大于0且小于等于1；以及/n根据所述亮度分量、所述三个颜色分量以及所述三个颜色分量的权重系数，获取四个颜色通道的输出值。/n

【技术特征摘要】
1.一种彩色摩尔纹消除方法，其特征在于，包括：
获取原始图像；
计算所述原始图像的亮度分量和三个颜色分量；
获取所述亮度分量和所述三个颜色分量中每个颜色分量的频谱交叠系数；
根据所述频谱交叠系数，获取对应于所述三个颜色分量中每个颜色分量的权重系数，所述权重系数大于0且小于等于1；以及
根据所述亮度分量、所述三个颜色分量以及所述三个颜色分量的权重系数，获取四个颜色通道的输出值。


2.根据权利要求1所述的彩色摩尔纹消除方法，其特征在于，还包括：在获取原始图像后，将所述原始图像转换成频谱图像。


3.根据权利要求2所述的彩色摩尔纹消除方法，其特征在于，所述计算所述原始图像的亮度分量包括：
通过第一滤波器对所述频谱图像进行频域滤波，再将滤波后的频谱图象转换回空间域，以获得所述亮度分量；或采用第一卷积模板对所述原始图像进行空间域卷积，以获得所述亮度分量；
其中，所述第一滤波器与第一卷积模板对应的中心频率与所述亮度分量的频谱图像峰值位置有关。


4.根据权利要求2所述的彩色摩尔纹消除方法，其特征在于，所述计算所述原始图像的三个颜色分量包括：
对所述频谱图像进行多次频域滤波，再将滤波后的频谱图象转换回空间域，以使每次频域滤波获得一个颜色分量；或对所述原始图像进行多次空间域卷积，每次空间域卷积获得一个颜色分量；
其中，每次频域滤波分别对应不同的中心频率；每次空间域卷积分别对应不同的中心频率，所述中心频率与每个颜色分量在频谱图像中的峰值位置有关。


5.根据权利要求1所述的彩色摩尔纹消除方法，其特征在于，获取所述亮度分量和三个颜色分量中每个颜色分量的频谱交叠系数，包括：
对于每个颜色分量，采用第二滤波器对频谱图像进行频域滤波，并将滤波后的频谱图象转换回空间域，得到第一滤波结果；以及
将第一滤波结果进行平方操作，获得该颜色分量的频谱交叠系数；
其中，所述第二滤波器的中心频率在每个颜色分量的频谱图像峰值位置和所述亮度分量的频谱图像峰值位置的连线上。


6.根据权利要求1所述的彩色摩尔纹消除方法，当所述亮度分量与颜色分量的频谱交叠系数越大，则将对应于该颜色分量的权重系数设定得越小。


7.根据权利要求6所述的彩色摩尔纹消除方法，所述权重系数通过下列公式计算：



其中，w表示权重系数，E表示所述频谱交叠系数，σ为可调参数。


8.根据权利要求6所述的彩色摩尔纹消除方法，所述权重系数通过下列公式计算：



其中，w表示权重系数，E表示所述频谱交叠系数，a，b，Emin以及Emax均为为可调参数，Emin小于Emax。


9.根据权利要求1所述的彩色摩尔纹消除方法，其特征在于，所述四个颜色通道的输出值通过下列公式计算：
P1＝L1+w1*C2+w2*C3+w3*C4；
P2＝L1+w1*C2-w2*C3-w3*C4；
P3＝L1-w1*C2+w2*C3-w3*C4；
P4＝L1-w1*C2-w2*C3+w3*C4；
其中，P1-P4表示四个颜色通道的输出值，L1表示所述亮度分量，C2-C4表示所述三个颜色分量，w1-w3表示分别对应于所述三个颜色分量的权重系数。


10.根据权利要求1所述的彩色摩尔纹消除方法，其特征在于，还包括：获取所述四个颜色通道的输出值后，根据所述输出值合成消除彩色摩尔纹之后的图像。


11.一种彩色摩尔纹消除装置，包括：存储器、处理器和信号处理模块，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炜，池国泉，孙淑云，
申请(专利权)人：昆山锐芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32