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CN113824936A - 色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法、装置及设备 - Google Patents

色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法、装置及设备 Download PDF

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CN113824936A CN202111116555.9A CN202111116555A CN113824936A CN 113824936 A CN113824936 A CN 113824936A CN 202111116555 A CN202111116555 A CN 202111116555A CN 113824936 A CN113824936 A CN 113824936A
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张光宇
邵云峰
曹桂平
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Abstract

本发明公开了一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法、装置、设备及存储介质，属于图像处理技术领域，包括：将两行图像数据叠加，得到每个像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据；对每个像素，使用其左右像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据，进行色彩插值处理，得到缺失的蓝通道数据或红通道数据，以输出完整RGB数据。本发明有效提升了插值结果对实际图像的还原度。

Description

色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在线扫描相机和扫描仪等各类彩色线扫描成像装置中，所使用的线扫描图像传感器通常在感光表面覆盖一层色彩滤波阵列，阵列的每一个像元只允许一种颜色分量通过。线扫描图像传感器色彩滤波阵列通常以两行为一个组合，常用的阵列模式有两种：第一行全部为绿色(Green，G)像元，第二行为红色(Red，R)和蓝色(Blue，B)相间的像元；或是第一行为红色和绿色相间的像元，第二行为绿色和蓝色相间的像元。采用时间延迟积分技术叠加两行图像数据，可以获得每个像素红绿或蓝绿两个通道的颜色分量值，因此需要使用插值技术来计算另外一个通道的颜色分量值，从而获得红、绿和蓝三种颜色分量，来完整的描述一个彩色像素点。现有技术的线性插值方法对于亮度变化趋势不加识别，导致在图像变化区域插值结果存在伪彩、锯齿等现象，无法有效还原实际图像信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术存在的插值结果存在伪彩、锯齿现象，无法有效还原实际图像信息的问题。
为实现以上目的，第一方面，提供一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法，包括：
采用时间延迟积分技术将两行图像数据叠加，得到每个像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据；
对每个像素，使用其左右像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据，进行色彩插值处理，得到缺失的蓝通道数据或红通道数据，以输出完整RGB数据，其中色彩插值处理采用如下公式实现：
Figure BDA0003275544730000021
Figure BDA0003275544730000022
其中，B1为待插值像素的蓝通道数据，B0和B2分别是待插值像素左边和右边像素的蓝通道数据，R1为待插值像素的红通道数据，R0和R2分别是待插值像素左边和右边像素的红通道数据，G1为待插值像素的绿通道数据，G0和G2分别是待插值像素左边和右边像素的绿通道数据，*为乘号。
第二方面，提供一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值装置，包括：叠加模块和色彩插值模块，其中：
叠加模块用于将两行图像数据叠加，得到每个像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据，其中两行图像数据叠加采用时间延迟积分技术；
色彩插值模块用于对每个像素，使用其左右像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据，进行色彩插值处理，得到缺失的蓝通道数据或红通道数据，以输出完整RGB数据，其中色彩插值处理采用如下公式实现：
Figure BDA0003275544730000023
Figure BDA0003275544730000024
其中，B1为待插值像素的蓝通道数据，B0和B2分别是待插值像素左边和右边像素的蓝通道数据，R1为待插值像素的红通道数据，R0和R2分别是待插值像素左边和右边像素的红通道数据，G1为待插值像素的绿通道数据，G0和G2分别是待插值像素左边和右边像素的绿通道数据，*为乘号。
第三方面，提供一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值设备，包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如前所述的一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法。
第四方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如前所述的一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明采用时间延迟积分技术将两行图像数据叠加，得到每个像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据；对每个像素，使用其左右像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据，进行色彩插值处理，得到缺失的蓝通道数据或红通道数据，以输出完整RGB数据。通过根据绿色通道颜色分量值的变化趋势来辅助进行红蓝通道颜色分量插值，在图像亮度变化区域提升对于红蓝通道颜色分量缺失信息的恢复效果，避免插值结果出现伪彩、锯齿等现象，提升了插值结果对实际图像的还原度。
附图说明
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：
图1是一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法的流程图；
图2是一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值装置的结构图；
图3是一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值设备的结构图。
具体实施方式
为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。
如图1所示，本实施例公开了一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法，包括如下步骤S1至S2：
S1、采用时间延迟积分技术将两行图像数据叠加，得到每个像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据；
S2、对每个像素，使用其左右像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据，进行色彩插值处理，得到缺失的蓝通道数据或红通道数据，以输出完整RGB数据，其中色彩插值处理采用如下公式实现：
Figure BDA0003275544730000041
Figure BDA0003275544730000042
其中，B1为待插值像素的蓝通道数据，B0和B2分别是待插值像素左边和右边像素的蓝通道数据，R1为待插值像素的红通道数据，R0和R2分别是待插值像素左边和右边像素的红通道数据，G1为待插值像素的绿通道数据，G0和G2分别是待插值像素左边和右边像素的绿通道数据，*为乘号。
如图2所示，本实施例公开了一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值装置，包括叠加模块10和色彩插值模块20，其中：
叠加模块10用于将两行图像数据叠加，得到每个像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据，其中两行图像数据叠加采用时间延迟积分技术；
色彩插值模块20用于对每个像素，使用其左右像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据，进行色彩插值处理，得到缺失的蓝通道数据或红通道数据，以输出完整RGB数据，其中色彩插值处理采用如下公式实现：
Figure BDA0003275544730000043
Figure BDA0003275544730000044
其中，B1为待插值像素的蓝通道数据，B0和B2分别是待插值像素左边和右边像素的蓝通道数据，R1为待插值像素的红通道数据，R0和R2分别是待插值像素左边和右边像素的红通道数据，G1为待插值像素的绿通道数据，G0和G2分别是待插值像素左边和右边像素的绿通道数据，*为乘号。
如图3所示，本实施例公开了一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值设备，包括处理器100、存储有程序指令的存储器200、总线300和通信接口400，处理器100、通信接口400和存储器200通过总线300连接；所述处理器100被配置为在执行所述程序指令时，执行如上实施例所述的色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法。
其中，存储器200可能包含高速随机存取存储器(RAM：RandomAccessMemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口703(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
总线300可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器200用于存储程序，处理器100在接收到执行指令后，执行程序，前述本申请实施例任一实施方式揭示的色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值可以应用于处理器100中，或者由处理器100实现。
处理器100可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器100中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器100可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器200，处理器100读取存储器200中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本实施例公开了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如上所述的色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法，其特征在于，包括：
采用时间延迟积分技术将两行图像数据叠加，得到每个像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据；
对每个像素，使用其左右像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据，进行色彩插值处理，得到缺失的蓝通道数据或红通道数据，以输出完整RGB数据，其中色彩插值处理采用如下公式实现：
Figure FDA0003275544720000011
Figure FDA0003275544720000012
其中，B1为待插值像素的蓝通道数据，B0和B2分别是待插值像素左边和右边像素的蓝通道数据，R1为待插值像素的红通道数据，R0和R2分别是待插值像素左边和右边像素的红通道数据，G1为待插值像素的绿通道数据，G0和G2分别是待插值像素左边和右边像素的绿通道数据，*为乘号。
2.一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值装置，其特征在于，包括：叠加模块和色彩插值模块，其中：
叠加模块用于将两行图像数据叠加，得到每个像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据，其中两行图像数据叠加采用时间延迟积分技术；
色彩插值模块用于对每个像素，使用其左右像素的红绿通道数据或蓝绿通道数据，进行色彩插值处理，得到缺失的蓝通道数据或红通道数据，以输出完整RGB数据，其中色彩插值处理采用如下公式实现：
Figure FDA0003275544720000013
Figure FDA0003275544720000021
其中，B1为待插值像素的蓝通道数据，B0和B2分别是待插值像素左边和右边像素的蓝通道数据，R1为待插值像素的红通道数据，R0和R2分别是待插值像素左边和右边像素的红通道数据，G1为待插值像素的绿通道数据，G0和G2分别是待插值像素左边和右边像素的绿通道数据，*为乘号。
3.一种色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值设备，其特征在于，包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求1所述的色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法。
4.一种计算机可读介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如权利要求1所述的色彩滤波阵列线扫描相机色彩插值方法。
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