一种边相关的联合彩色去马赛克和放大方法技术

一种边相关的联合彩色去马赛克和放大方法，属于单传感器数码相机的图像处理领域。该方法步骤包括绿色平面去马赛克：方向插值，方向判定；估计颜色差图像；求精；绿色平面放大；颜色差图像放大。本发明专利技术是数码相机向用户提供可视的图像处理链中重要步骤。本发明专利技术根据传感器获取的原始马赛克图像，计算局部梯度和确定局部插值方向，并一致应用于绿色平面的恢复。利用图像颜色平面之间的谱相关性(即颜色差图像)，红色和蓝色平面被去马赛克和放大。本发明专利技术的输出可直接作为相机的输出结果，也可在相机中进行其它后续处理。实验结果显示，与传统及现有其它联合去马赛克和放大方法相比，本发明专利技术产生的图像保留了最多的细节，产生了最少的彩色缺陷。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种边相关的联合彩色去马赛克和放大方法，其特征在于，该方法步骤包括：(1)绿色平面去马赛克(1.1)方向插值使用自适应的彩色平面插值算法，分别在水平和垂直方向插值丢失的绿色像素值；这里仅考虑估计在红色像素位置丢失的绿色像素值，在蓝色像素位置丢失的绿色像素值的估计过程是相似的；在中心红色像素位置丢失的绿色像素值在水平和垂直方向的插值分别为：Gi,jH=Gi,j-1+Gi,j+12+2Ri,j-Ri,j-2-Ri,j+24Gi,jV=Gi-1,j+Gi+1,j2+2Ri,j-Ri-2,j-Ri+2,j4---1),其中，和分别为丢失的绿色像素在水平和垂直方向的插值；(1.2)方向判定绿色平面分别在水平和垂直方向插值后，生成两个绿色图像GH和GV；在每一个丢失的绿色像素位置，需要选择一个更好的插值或组合两个方向的插值，由于沿着边的方向插值效果更好，所以选择最靠近边的方向的插值；图像的一个性质是颜色差的光滑性，即颜色差缓慢变化，仅当通过边时才会急剧变化，所以，图像通过边比沿着边时颜色差的梯度值更大，这个性质可用于判定合适的插值方向；在每一个红色和蓝色采样位置颜色差值CH和CV的计算如式2)：其中，i和j分别表示像素所在的行和列；计算CH和CV的梯度如式3)：DH(i,j)=|CH(i,j)-CH(i,j+2)|DV(i,j)=|CV(i,j)-CV(i,j+2)|---3),定义两个分类器δH(i,j)和δV(i,j)，它们是DH和DV在中心为(i,j)的5×5的窗口内的梯度和；两个分类器δH(i,j)和δV(i,j)能够估计水平和垂直方向颜色差的变化，因而能够用于估计边的方向；对于所有红色和蓝色像素位置，估计丢失的绿色像素值可用下面的准则：if(1+δV(i,j))/(1+δH(i,j))>T1Gi,j=Gi,jHelseif(1+δH(i,j))/(1+δV(i,j))>T1Gi,j=Gi,jVelseGi,j=(w1*Gi,jH+w2*Gi,jV)/(w1+w2)end---4),分类器中分母加1是为了避免被0除；每一个丢失的绿色像素的插值方向记录在一个方向矩阵DM中，称为方向图，包括水平、垂直和均匀区域三种情形，这个方向图将用于后续绿色平面的放大；T1是一个阈值，由于两个分类器的比值表明水平和垂直方向边的相对强度，T1 值越大，被划分为光滑的区域就越大；上面的准则表明：如果丢失的绿色像素值Gi,j是在水平强边上(或在垂直强边上)，然后否则Gi,j是在光滑的区域(即弱边或纹理区域)，它的值是和的加权平均；(或)对Gi,j的贡献与该像素所在水平(或垂直)边的强度成正比；由于边的强度与梯度成反比，所以权w1和w2取为梯度的倒数；权w1和w2的计算有两种情形，丢失的绿色像素位置是一个红色像素或蓝色像素；这里仅考虑红色位置丢失的绿色像素，蓝色位置丢失的绿色像素的权值计算是类似的；权w1和w2的计算如式5)：w1=1/(1+|Gi,j+1-Gi,j-1|+|2Ri,j-Ri,j-2-Ri,j+2|)w2=1/(1+|Gi+1,j-Gi-1,j|+|2Ri,j-Ri-2,j-Ri+2,j|)---5),(2)估计颜色差图像R?G和B?G丢失的红色和蓝色像素通过颜色差恢复；已经插值的绿色像素值可以认为是已知的，在红(或蓝)色像素位置的颜色差值R?G(或B?G)可直接计算，在绿色像素位置丢失了红和蓝色像素，其颜色差值需要估计；这里仅考虑丢失的B?G差值估计，丢失的R?G差值估计是类似的；丢失B?G差值有三种情形；由于每一个红色像素在对角方向上有四个蓝色像素，所以，在红色像素位置丢失的蓝绿颜色差值首先被估计；KB表示蓝绿颜色差值，即KBi,j=Gi,j?Bi,j，KBi,j用式6)估计：KBi,j=wi-1,j-1KBi-1,j-1+wi-1,j+1KBi-1,j+1+wi+1,j-1KBi+1,j-1+wi+1,j+1KBi+1,j+1wi-1,j-1+wi-1,j+1+wi+1,j-1+wi+1,j+1---6),其中，权值wx,y用式7)计算：wi-1,j-1=11+|KBi+1,j+1-KBi-1,j-1|+c|KBi-1,j-1-KBi-3,j-3|wi-1,j+1=11+|KBi+1,j-1-KBi-1,j+1|+c|KBi-1,j+1-KBi-3,j+3|wi+1,j-1=11+|KBi-1,j+1-KBi+1,j-1|+c|KBi+1,j-1-KBi+3,j-3|wi+1,j+1=...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周登文，程志明，董未名，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：