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图像bayer格式介绍【转】

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1图像bayer格式介绍

bayer格式图片是伊士曼·科学家柯达BryceBayer发明的,BryceBayer数字图像被广泛应用于拜耳阵列。

对于彩色图像,需要收集各种最基本的颜色,如rgb三种颜色,最简单的方法是使用过滤器,红色过滤器通过红色波长,绿色过滤器通过绿色波长,蓝色过滤器通过蓝色波长。如果要采集rgb三种基本颜色需要三个滤镜,价格昂贵,制造困难,因为三个滤镜必须确保每个像素点对齐。当用bayer这个问题在格式上得到了很好的解决。bayer格式图片设置在滤镜上的不同颜色,通过分析人眼对颜色的感知,发现人眼对绿色更敏感,所以一般bayer绿色格式的像素是r和g像素的和。

另外,Bayer格式是相机内部的原始图片,一般后缀叫.raw。可以查看很多软件,比如PS。我们的相机拍照,存储在存储卡上.jpeg或其它格式的图片,都是从.raw格式转换。如下图所示,为bayer颜色滤波阵列由一半组成G,1/4的R,B组成1/4。

2bayer格式图像传感器硬件

图像传感器的结构如下所示。每个光敏像素之间都有一层金属隔离层。光纤通过显微镜头投射到相应漏洞硅的光敏元件上。

当ImageSensor当数据逐行输出时,像素序列为GRGRGR.../BGBGBG...(顺序RGB)。这样阵列的Sensor设计,使得RGB如下所示,传感器减少到全色传感器的1/3。

3bayer实现格式插值红蓝算法

每个像素只包括光谱的一部分,每个像素必须通过插值来实现RGB值。为了从Bayer每个像素的格式RGB格式,我们需要用插值来填补缺失的两种颜色。插值的方法有很多(包括领域、线性、3*3等),权衡速度和质量,最佳线性插值补偿算法。算法如下:

R与B通过线性领域插值,但有四种不同的分布,如下图所示:

(a) (b)

(c) (d)

在(a)与(b)中,RB分别取邻域平均值。

在(c)与(d)在中间,取领域的4B或R作为中间像素的B值。

4bayer实现格式插值绿算法

(c) (d)

由于人眼对绿光反应最敏感,对紫光和红光反应较弱,为了达到更好的画质,需要特别照顾G。(c)与(d)中间,扩展是上图(e)与(f)中间像素G的值也有一定的算法要求,不同的算法效果会有所不同。经过相关研究,

(e)中间像素G值算法如下:

(f)中间像素G值算法如下:

CMOS摄像头的这部分转换是内部的ADC或者ISP为了降低成本,制造商必然会使图像失真。如果处理器的速度足够快,当然可以使用外部处理器进行转换NB,能胜任像素操作,用以上算法转换,大家都很开心。不过上述算法将直接成倍提高了算法的复杂度,速度上将会有所限制。因此,为了获得速度佣金,中间像素的G值可以直接从四个领域的G平均值中获得,这将降低两倍的速率,而性能差异很小。算法如下:

如果你能通过失去图像的数量质量来达到更快的速度,你也可以取G1、G实现2的平均值,但这种做法会导致边缘和跳变部分失真。

标签: 4光纤传感器的镜头

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