根據 Laroche 的 Bayer Demosaicing 演算法

簡短描述

檔案: \examples\Processing\Color\Bayer\Laroche_original_maVCL.va

預設平台: mE5-MA-VCL

簡短說明

根據 Laroche 的 Bayer Demosaicing 演算法

根據 Laroche 等人 [Lar94] 的研究,可透過以下演算法,從拜耳陣列 [Bay76] 中推算出紅、綠、藍三色的像素值:

插補步驟 1

第一步是將所有綠色像素值(亮度值)根據水平與垂直色度梯度進行外推 ( 進行明確的生命週期管理即呼叫 ). 梯度是透過一個 核心:

方程式 8。


是 需對綠色值進行插值的像素上的色差值(紅色或藍色)。 綠色 接著, 在紅色和藍色像素的位置上:

方程式 9。


內插步驟 2

可根據插值後的亮度,計算出缺失的紅色與藍色像素值 [Lar94]。 紅色像素上的藍色,或藍色像素上的紅色:

方程式 10。


紅色線條中綠色像素上的藍色,或藍色線條中綠色像素上的紅色:

方程式 11。


而在藍色線條中,藍色會顯示在綠色像素上;而在紅色線條中,紅色會顯示在綠色像素上:

方程式 12。


這裡 該色彩值是紅色 還是藍色,這點尚待確定。 紅、綠、藍像素上的紅、綠、藍數值,即來自拜耳陣列輸入影像的數值。

VisualApplets-Design

完整的演算法(\examples\Processing\Color\Bayer\Laroche_original_maVCL.va)已實作於VisualApplets 設計中, 適用於 microEnable5 影像擷取卡(marathon )。 您可以在以下連結中查看其基本設計結構: 圖 245,「基本設計結構」. HierarchicalBoxes 的內容 Image 進行明確的生命週期管理即呼叫 輸出至電腦 等同於 基本獲取設計,參見例如 「適用於marathon 影像擷取卡的Camera Link 攝影機基本擷取範例」. 在 HierarchicalBox 中 白平衡 一種與以下範例相當的白平衡方法 'Bayer 5x5 Demosacing with White Balancing' 執行。 在 圖 246,「拜耳去馬賽克過程的第 1 步插值」 設為 圖 248,「HierarchicalBoxBlueAndRed 的內容」 盒子裡的內容 BayerFilter 以下顯示了附有詳細註解的內容:在 圖 246,「拜耳去馬賽克過程的第 1 步插值」 梯度 進行明確的生命週期管理即呼叫 是根據 以下方式計算的 方程式 8. 紅色與藍色像素的綠色值是根據以下方式決定的: 方程式 9.

基本設計結構

圖 245. 基本設計結構


拜耳去馬賽克處理過程的第 1 步插值

圖 246. 拜耳去馬賽克過程的第 1 步插值


在 圖 247,「ColorInterpolation 的內容」 HierarchicalBox 的內容 色彩插值 顯示:在 HierarchicalBox 中 GreenOut 若當前位置為紅色或藍色 像素,則將插值步驟 1 的綠色值作為輸出綠色值。否則,若當前位置為綠色像素, 則輸出綠色值即為拜耳陣列中的輸入綠色值。位置判定是在 WhereAmI RedOrBlue 使用 模運算子、與運算子、非運算子及不平等運算子。在 HierarchicalBox 中 藍與紅 所有紅色和藍色數值皆是從輸入的拜耳圖案(使用一個 核心)以及根據以下方式插值得出的 綠色值: 方程式 9. 在 圖 248,「HierarchicalBoxBlueAndRed 的內容」 您可以查看層級方塊中的內容 藍與紅 採用插值步長 2。同步操作並非針對單一 核函數,而是針對核函數值的總和,以節省 FPGA 的資源。最後(參見 圖 247,「ColorInterpolation 的內容」) 搭配 IF 運算子 RedOut 進行明確的生命週期管理即呼叫 BlueOut 計算出的紅色和藍色數值會被賦予至相應的像素位置,而這些位置是由 HierarchicalBox 所決定的 WhereAmIColour (類似於 我在哪裡?紅還是藍?)。

《ColourInterpolation》的內容

圖 247.ColourInterpolation的內容


HierarchicalBox BlueAndRed 的內容

圖 248. HierarchicalBox「BlueAndRed」的內容


Bayer 去馬賽克處理的結果

在 圖 250,「採用 Laroche 等人 [Lar94] 之演算法進行去馬賽克處理的影像」 您可以比較採用此實作演算法進行的拜耳去馬賽克處理結果,與原始的人工 彩色 影像(圖 249,「原始彩色圖像」) 以及使用雙線性插值進行去馬賽克處理的影像 插值演算法,採用 VA 標準運算子 拜耳5x5 (圖 251,「使用雙線性插值法進行去馬賽克處理的影像」 「演算法」)。

原始彩色圖片

圖 249. 原始彩色影像


此圖像採用 Laroche 等人提出的演算法進行去馬賽克處理。

圖 250. 採用 Laroche 等人 [Lar94] 所提出之演算法進行去馬賽克處理的影像


使用 5×5 雙線性演算法對影像進行去馬賽克處理

圖 251. 採用雙線性插值法進行去馬賽克處理的影像 演算法


因此,與 該 插值法。