用于重建由覆盖有滤色器马赛克的传感器获取的彩色图像的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于重建由光敏传感器(2)获取的彩色图像的方法，该光敏传感器覆盖有不同颜色的滤波器的马赛克(3)，所述不同颜色的滤波器构成了基本图案(6)，从而在由所述传感器(2)获取彩色图像之后获得去马赛克矩阵与来自传感器(2)的马赛克图像(5)的矩阵表示的乘积，所述去马赛克矩阵与马赛克图像的矩阵表示的乘积执行马赛克图像(5)的每个像素的颜色的内插作为基本图案(43)的像素邻域的函数，所述基本图案对应于滤波器的马赛克(3)的基本图案(6)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于重建由覆盖有滤色器马赛克的传感器获取的彩色图像的方法
本专利技术属于由单传感器相机获取的图像的处理领域。本专利技术更具体地涉及在由传感器获取彩色图像后的该彩色图像的重建，该传感器覆盖有由多个颜色的滤波器的马赛克组成的滤波器。
技术介绍
通常，相机包括至少一个物镜，该物镜由一个或更多个光学部件(例如透镜)组成。相机的物镜将捕获的光引导到由光敏单元组成的传感器上。将一个或更多个滤色器应用于传感器以允许重建由传感器接收的光的光谱。相机还可以在物镜和传感器之间的光路上包括以下部件中的一个或全部：滤除红外的滤波器(IRcut)、光学低通(OLP)空间滤波器、用于将光聚焦到传感器的每个单元上的微透镜。相机可以是照相设备或能够捕获图像并具有光敏传感器的任何其他装置，该光敏传感器提供有称为马赛克的滤色器矩阵。在图1a中示出了由第一光敏传感器2通过滤波器的第一马赛克3获取彩色图像1的一般原理。滤波器的第一马赛克3使第一传感器2的每个像素4具有不同的光谱灵敏度以允许在产生的图像上如实地表示颜色。第一传感器2的每个像素4表示第一传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重建彩色图像的方法，所述彩色图像由大小为H×W的光敏传感器(2)获取，所述光敏传感器覆盖有不同颜色的P个滤波器(7)的、大小为H×W的马赛克(3)，所述滤波器构成了大小为h×w的基本图案(6)，使得h＜H且w＜W，重复所述滤波器的马赛克(3)的基本图案(6)以在所述基本图案(6)之间没有重叠的情况下覆盖所述滤波器的马赛克(3)，所述方法由计算机执行并且其特征在于所述方法包括至少以下步骤：/n·第一初始步骤为构建去马赛克矩阵D，其从使用N个被称为参考图像的具有P个颜色分量的图像I

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180307 FR 18519781.一种重建彩色图像的方法，所述彩色图像由大小为H×W的光敏传感器(2)获取，所述光敏传感器覆盖有不同颜色的P个滤波器(7)的、大小为H×W的马赛克(3)，所述滤波器构成了大小为h×w的基本图案(6)，使得h＜H且w＜W，重复所述滤波器的马赛克(3)的基本图案(6)以在所述基本图案(6)之间没有重叠的情况下覆盖所述滤波器的马赛克(3)，所述方法由计算机执行并且其特征在于所述方法包括至少以下步骤：
·第一初始步骤为构建去马赛克矩阵D，其从使用N个被称为参考图像的具有P个颜色分量的图像Ii，i∈[1，...，N]的第一数据库的模拟开始，用于产生模拟在由第一数据库的图像的传感器(2)获取之后源自所述传感器(2)产生的图像的N个图像Ji，i∈[1，...，N]的第二数据库，所述参考图像Ii和产生的图像Ji分别以HW/(hw)个向量y1、x1的矩阵的形式来表示，使得：
-y1的分量是应用于参考图像Ii的HW/(hw)个基本图案之一的大小为nh×nw的约化邻域的P个分量，
-x1的分量是应用于所产生的图像Ji的HW/(hw)个基本图案之一的大小为nh×nw的约化邻域的分量，
其中，nh＞h并且nw＞w；
·第二步骤为重建彩色图像，其产生去马赛克矩阵D与在由传感器(2)获取彩色图像之后源自所述传感器(2)的马赛克图像(5)的矩阵表示的乘积，所述去马赛克矩阵D与所述马赛克图像(5)的矩阵表示的乘积使用马赛克图像(5)的每个像素的颜色的内插作为大小为h×w的基本图案(43)的大小为nh×nw个像素的邻域的函数，所述基本图案对应于所述滤波器的马赛克(3)的基本图案(6)。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，nhnw＝Phw。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，第一去马赛克矩阵D1表示为在第一数据库的N个参考图像上计算出的期望值E：其中，y是表示彩色图像的大小为Phw的HW/(hw)个向量的矩阵。


4.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述第一去马赛克矩阵D1表示为：其中，x1＝M1y1，M1是y1在x1上的投影矩阵，y＝S1y1，S1是向量y1的邻域的约化和向量y1到y的转换矩阵，并且是表示为大小为nh×nw的约化邻域的函数的第一数据库的解析图像的相关矩阵。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述去马赛克矩阵表示为传感器(2)的光谱灵敏度和不同颜色的P个滤波器(7)的光谱函数的函数。


6.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，在所述第一数据库包括多光谱反射图像时，第二去马赛克矩阵D2通过以下表达式来定义：

其中，
所述第二去马赛克矩阵D2根据以下步骤构建：
·计算表示具有P个分量的图像的向量矩阵y0，所述向量矩阵是表示多光谱反射图像的向量矩阵z0的函数，所述多光谱反射图像从通过光谱功率密度L(λ)的光源照射的物体的反射中获得，λ为光谱分量，使得：其中，F0是...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·阿利松，普拉哈·安巴，
申请(专利权)人：法国国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：法国;FR