適用於具備 Color Pattern RedFollowedByBlue GreenFollowedByGreen 之雙線性線性掃描相機的 Bayer 去馬賽克

簡短描述

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

預設平台: mE5-MA-VCL

簡短說明

此範例展示採用「DeBayer Enhanced」及「DeBayer Fast」(即「Bayer Raw」)模式,對雙線性線掃描相機的拜耳 RAW 圖案(色彩模式為 紅/藍→藍/紅_綠→綠)進行去馬賽克處理的過程。

在VisualApplets 設計範例「BilinearBayer_RB_GG.va」中,實作了一種適用於雙線性線掃描相機的拜耳去馬賽克演算法,該相機在 第一條感測器(頂部)行中,顏色順序為紅、藍 或反之;而在第二條(底部)感測器行中,顏色為綠(或反之)。 請參閱圖 259以了解感測器佈局的視覺化呈現。

採用「紅/藍→藍/紅_綠→綠」色彩模式的雙線性線掃描相機的感測器佈局

圖 259. 採用「紅/藍→藍/紅_綠→綠」色彩模式的雙線性線掃描相機的感測器佈局


針對此感測器佈局,該小程式實現了兩種相機模式的拜耳去馬賽克演算法:「快速去馬賽克」模式 與「增強型去馬賽克」模式。 在第一種模式下,兩次擷取之間的位移為兩條感測器線;在第二種模式下,位移為一條線。因此,在 「快速去馬賽克」模式下,每個像素會擷取一個 ,而在「DeBayer Fast」模式下,則為每像素一組顏色成分,以及每像素兩組顏色成分(紅色與綠色,或藍色與綠色)在「DeBayer Enhanced」模式下。 在圖260中,您可以看到設計「BilinearBayer_RB_GG.va」的基本結構。

「BilinearBayer_RB_GG.va」的基本設計結構

圖 260. 「BilinearBayer_RB_GG.va」的基本設計結構


由雙線性線掃描相機在Camera Link 完整配置下,以「DeBayer Fast」或「DeBayer Enhanced」模式所擷取的影像 (請參閱相機介面運算子 FullGrayCamera) 所取得的影像,將在 HierarchicalBox DeBayer中進行去拜耳化。透過「右鍵點擊」此方塊,您可在「屬性」中選擇拜耳陣列模式 以及紅、綠、藍三色的白平衡係數。經完全色彩插值的 RGB 影像 將透過 DMA 傳輸至電腦。此設計的預設平台 為 microEnable 5marathon VCL,但可輕鬆調整至其他平台。 關於此設計,您可在 \examples\Processing\Color\Bayer\TestImagesBilinearBayer 目錄下找到適用於「增強型去拜耳化」模式與「快速去拜耳化」 模式的測試影像。方塊 DeBayer 中的內容如圖 261 所示。

HierarchicalBox DeBayer 的內容

圖 261. HierarchicalBoxDeBayer的內容


在 HierarchicalBox 中 白平衡 中,會對紅、綠、藍三原色進行白平衡調整。您可以透過在運算子上「雙擊滑鼠」 直接選擇白平衡係數 WhiteBalanceBayer 上執行「雙擊滑鼠」操作,或依照上述說明對 「DeBayer」方塊執行「右鍵點擊」來直接選擇白平衡 係數。運算子 FIRkernelNxM_Kernel5x5 會在當前像素周圍建立一個 5x5 像素的核。 透過運算子 SourceSelector_SelectFast ,您可以選擇去拜耳化模式 DeBayerEnhanced 或 DeBayerFast。在圖262中,您可以看到方框 DeBayerEnhanced方框內的內容。

HierarchicalBox DeBayerEnhanced 的內容

圖 262. HierarchicalBoxDeBayerEnhanced的內容


從 5x5 核中選取一個 3x2 子核。第一行包含紅色和藍色值,第二行則包含綠色 色彩值(或反之)。 關於核組件順序的視覺化,請參見圖263 其中展示了一個「紅後藍_綠後綠」的拜耳圖案範例。

在 HierarchicalBox DeBayerEnhanced 中,透過 SelectSubKernel3x2 運算子所選取的核函數元件

圖 263. 透過運算子SelectSubKernel3x2在 HierarchicalBoxDeBayerEnhanced中選取的核函數元件


透過運算子組合 SelectSubKernel-FirstPixel, ModuloCountLine 進行明確的生命週期管理即呼叫 RemoveLine 冗餘的影像行已被移除。(此 行冗餘源於核心的建立。)透過運算子 SelectSubKernel-BR 進行明確的生命週期管理即呼叫 SelectSubKernel-G 紅色和藍色的核心成分會 與綠色的核心成分分離。如果拜耳圖案中第一行核心的值為綠色,則這些成分 可在 HierarchicalBox 中進行互換 交換 與 該常數 IsBRthenGG. 若您已依照「上述說明」,透過在「DeBayer」方框上「按右鍵」來選擇拜耳圖案,則該常數會自動設定。 在方框中 Interpolation 缺失的第三個色分量——紅色 () 或藍色 () 在像素位置 是根據以下公式進行插值的:

方程式 14。


其中 是像素位置處的綠色色分量 . 最後,透過運算子將色彩成分合併在一起 MergeComponents.

若您選擇相機的「Bayer Raw」(亦稱「DeBayer Fast」)模式,由於其線速是上述方法的兩倍, 因此每個像素僅會擷取一種顏色。 在此相機模式下,您可以選擇用於色彩成分去拜爾化(DeBayering)的選項框 DeBayerFast (參見圖261)。 您可查看方框 DeBayerFast 的內容。

HierarchicalBox DeBayerFast 的內容

圖 264. HierarchicalBoxDeBayerFast的內容


此處對紅色色成分進行去拜耳化處理 , 藍色 或綠色 在像素位置 其執行方式如下。 藍色或紅色畫素上的紅色或藍色色成分,會依照以下公式進行插值:

方程式 15。


紅色或藍色像素上的綠色色成分,會依照以下公式進行插值:

方程式 16。


位於紅色或藍色像素列中的綠色像素所對應的紅色或藍色色成分,可按以下公式計算:

方程式 17。


最後,位於藍色或紅色像素列中的綠色像素所對應的紅色或藍色色成分,其計算方式如下:

方程式 18。


對於每個像素,經評估的紅、綠、藍三種色彩成分會透過運算子 MergeComponents (參見圖264) 最終,整個影像會透過 DMA 傳輸至 PC,如圖 260 所示的基本設計架構。