由于成本和面积等因素的限定,CMOS/CCD在成像时,感光面阵列前通常会有CFA(color filter array),如下图所示,CFA过滤不同频段的光,因此,Sensor的输出的RAW数据信号包含了3个通道的信息。由于人眼对绿色(大约550nm波长)光更敏感,因此CFA阵列包含1/2的G分量,1/4和R和1/4的B分量。

Sensor输出RAW数据后,需要经过Demosaic模块(ISP中)将其转成RGB图像。作为测试,我们可以对一幅全彩色RGB图进行RGB2Bayer转换,将其转换成RAW数据,再进行Bayer2RGB转换,输出RGB,对比输入和输出,可判断算法是否有效。

Bayer2RGB的转换方法有许多,下面给出基于3x3窗口简单插值的代码,支持BGGR、RGGB、GBRG三种bayer格式。输入一幅RGB图像,先进行RGB2Bayer转换,再进行Bayer2RGB转换。

%% ------------------------------------
% Author : lemonHe
% Time : 20180814
% Function : Demosaic
%%------------------------------------ clc;
clear;
close all;
imSrc = imread('detailTest.bmp');
% imSrc = imread('./bayer_data/bayer_1920x1080_12bit.tif');
figure,imshow(imSrc); [hei, wid, chan] = size(imSrc); bayer = uint8(zeros(hei,wid)); %% BGGR
% B G B G B G
% G R G R G R
% B G B G B G
% for ver = 1:hei;
% for hor = 1:wid
% if((1 == mod(ver,2)) && (1 == mod(hor,2)))
% bayer(ver,hor) = imSrc(ver,hor,3);
% elseif((0 == mod(ver,2)) && (0 == mod(hor,2)))
% bayer(ver,hor) = imSrc(ver,hor,1);
% else
% bayer(ver,hor) = imSrc(ver,hor,2);
% end
% end
% end
%
% figure,imshow(bayer);
%
% bayerPadding = zeros(hei+2,wid+2);
% bayerPadding(2:hei+1,2:wid+1) = bayer;
% bayerPadding(1,:) = bayerPadding(3,:);
% bayerPadding(hei+2,:) = bayerPadding(hei,:);
% bayerPadding(:,1) = bayerPadding(:,3);
% bayerPadding(:,wid+2) = bayerPadding(:,wid);
% imDst = zeros(hei+2, wid+2, chan);
%
% for ver = 2:hei+1
% for hor = 2:wid+1
% if(1 == mod(ver-1,2))
% if(1 == mod(hor-1,2))
% imDst(ver,hor,3) = bayerPadding(ver,hor);
% imDst(ver,hor,1) = (bayerPadding(ver-1,hor-1) + bayerPadding(ver-1,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor-1) + bayerPadding(ver+1,hor+1)) / 4;
% imDst(ver,hor,2) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 4;
% else
% imDst(ver,hor,2) = bayerPadding(ver,hor);
% imDst(ver,hor,1) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 2;
% imDst(ver,hor,3) = (bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1)) / 2;
% end
% else
% if(1 == mod(hor-1,2))
% imDst(ver,hor,2) = bayerPadding(ver,hor);
% imDst(ver,hor,1) = (bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1)) / 2;
% imDst(ver,hor,3) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 2;
% else
% imDst(ver,hor,1) = bayerPadding(ver,hor);
% imDst(ver,hor,2) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 4;
% imDst(ver,hor,3) = (bayerPadding(ver-1,hor-1) + bayerPadding(ver-1,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor-1) + bayerPadding(ver+1,hor+1)) / 4;
% end
% end
% end
% end
%
% imDst = uint8(imDst(2:hei+1,2:wid+1,:));
% figure,imshow(imDst); %% RGGB
% R G R G R G
% G B G B G B
% R G R G R G
% for ver = 1:hei;
% for hor = 1:wid
% if((1 == mod(ver,2)) && (1 == mod(hor,2)))
% bayer(ver,hor) = imSrc(ver,hor,1);
% elseif((0 == mod(ver,2)) && (0 == mod(hor,2)))
% bayer(ver,hor) = imSrc(ver,hor,3);
% else
% bayer(ver,hor) = imSrc(ver,hor,2);
% end
% end
% end
%
% figure,imshow(bayer);
%
% bayerPadding = zeros(hei+2,wid+2);
% bayerPadding(2:hei+1,2:wid+1) = bayer;
% bayerPadding(1,:) = bayerPadding(3,:);
% bayerPadding(hei+2,:) = bayerPadding(hei,:);
% bayerPadding(:,1) = bayerPadding(:,3);
% bayerPadding(:,wid+2) = bayerPadding(:,wid);
% imDst = zeros(hei+2, wid+2, chan);
%
% for ver = 2:hei+1
% for hor = 2:wid+1
% if(1 == mod(ver-1,2))
% if(1 == mod(hor-1,2))
% imDst(ver,hor,1) = bayerPadding(ver,hor);
% imDst(ver,hor,3) = (bayerPadding(ver-1,hor-1) + bayerPadding(ver-1,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor-1) + bayerPadding(ver+1,hor+1)) / 4;
% imDst(ver,hor,2) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 4;
% else
% imDst(ver,hor,2) = bayerPadding(ver,hor);
% imDst(ver,hor,3) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 2;
% imDst(ver,hor,1) = (bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1)) / 2;
% end
% else
% if(1 == mod(hor-1,2))
% imDst(ver,hor,2) = bayerPadding(ver,hor);
% imDst(ver,hor,3) = (bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1)) / 2;
% imDst(ver,hor,1) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 2;
% else
% imDst(ver,hor,3) = bayerPadding(ver,hor);
% imDst(ver,hor,2) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 4;
% imDst(ver,hor,1) = (bayerPadding(ver-1,hor-1) + bayerPadding(ver-1,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor-1) + bayerPadding(ver+1,hor+1)) / 4;
% end
% end
% end
% end
%
% imDst = uint8(imDst(2:hei+1,2:wid+1,:));
% figure,imshow(imDst); %% GBRG
% G B G B G B
% R G R G R G
% G B G B G B
for ver = 1:hei;
for hor = 1:wid
if((1 == mod(ver,2)) && (0 == mod(hor,2)))
bayer(ver,hor) = imSrc(ver,hor,3);
elseif((0 == mod(ver,2)) && (1 == mod(hor,2)))
bayer(ver,hor) = imSrc(ver,hor,1);
else
bayer(ver,hor) = imSrc(ver,hor,2);
end
end
end figure,imshow(bayer); bayerPadding = zeros(hei+2,wid+2);
bayerPadding(2:hei+1,2:wid+1) = bayer;
bayerPadding(1,:) = bayerPadding(3,:);
bayerPadding(hei+2,:) = bayerPadding(hei,:);
bayerPadding(:,1) = bayerPadding(:,3);
bayerPadding(:,wid+2) = bayerPadding(:,wid);
imDst = zeros(hei+2, wid+2, chan); for ver = 2:hei+1
for hor = 2:wid+1
if(1 == mod(ver-1,2))
if(1 == mod(hor-1,2))
imDst(ver,hor,2) = bayerPadding(ver,hor);
imDst(ver,hor,1) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 2;
imDst(ver,hor,3) = (bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1)) / 2;
else
imDst(ver,hor,3) = bayerPadding(ver,hor);
imDst(ver,hor,2) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 4;
imDst(ver,hor,1) = (bayerPadding(ver-1,hor-1) + bayerPadding(ver-1,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor-1) + bayerPadding(ver+1,hor+1)) / 4;
end
else
if(1 == mod(hor-1,2))
imDst(ver,hor,1) = bayerPadding(ver,hor);
imDst(ver,hor,2) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 4;
imDst(ver,hor,3) = (bayerPadding(ver-1,hor-1) + bayerPadding(ver-1,hor+1) + bayerPadding(ver+1,hor-1) + bayerPadding(ver+1,hor+1)) / 4;
else
imDst(ver,hor,2) = bayerPadding(ver,hor);
imDst(ver,hor,1) = (bayerPadding(ver,hor-1) + bayerPadding(ver,hor+1)) / 2;
imDst(ver,hor,3) = (bayerPadding(ver-1,hor) + bayerPadding(ver+1,hor)) / 2;
end
end
end
end imDst = uint8(imDst(2:hei+1,2:wid+1,:));
figure,imshow(imDst);

结果如下所示:

下图为Sensor输出的RGGB格式RAW数据,使用插值的方法对其进行还原

下面来看看客观指标测试,对于图像复原来说,通过可以根据PSNR和SSIM来评价算法性能。美国Kodak Data公司提供真彩无损图像数据,由专业的全彩色设备采集而来,每个pixel的R、G、B都是通过感光器件得到的,图像大小为512*768,每个通道为8bit。可以对该图像进行降采样,模拟CFA器件,再使用Demosaic算法对采样后的数据进行还原,计算PSNR和SSIM即可评价算法性能。

图像Demosaic算法及其matlab实现的更多相关文章

  1. 【图像配准】基于互信息的图像配准算法:MI、EMI、ECC算法

    简单介绍: 基于互信息的图像配准算法以其较高的配准精度和广泛的适用性而成为图像配准领域研究的热点之中的一个.而基于互信息的医学图像配准方法被觉得是最好的配准方法之中的一个.基于此.本文将介绍简单的基于 ...

  2. 【VS开发】【图像处理】基于灰度世界、完美反射、动态阈值等图像自动白平衡算法的原理、实现及效果

    基于灰度世界.完美反射.动态阈值等图像自动白平衡算法的原理.实现及效果      白平衡是电视摄像领域一个非常重要的概念,通过它可以解决色彩还原和色调处理的一系列问题.白平衡是随着电子影像再现色彩真实 ...

  3. GMM算法的matlab程序

    GMM算法的matlab程序 在“GMM算法的matlab程序(初步)”这篇文章中已经用matlab程序对iris数据库进行简单的实现,下面的程序最终的目的是求准确度. 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 h ...

  4. Python实现图像边缘检测算法

    title: "Python实现图像边缘检测算法" date: 2018-06-12T17:06:53+08:00 tags: ["图形学"] categori ...

  5. GMM算法的matlab程序(初步)

    GMM算法的matlab程序 在https://www.cnblogs.com/kailugaji/p/9648508.html文章中已经介绍了GMM算法,现在用matlab程序实现它. 作者:凯鲁嘎 ...

  6. KFCM算法的matlab程序(用FCM初始化聚类中心)

    KFCM算法的matlab程序(用FCM初始化聚类中心) 在“聚类——KFCM”这篇文章中已经介绍了KFCM算法,现在用matlab程序对iris数据库进行实现,用FCM初始化聚类中心,并求其准确度与 ...

  7. KFCM算法的matlab程序

    KFCM算法的matlab程序 在“聚类——KFCM”这篇文章中已经介绍了KFCM算法,现在用matlab程序对iris数据库进行简单的实现,并求其准确度. 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http:// ...

  8. FCM算法的matlab程序2

    FCM算法的matlab程序2 在“FCM算法的matlab程序”这篇文章中已经用matlab程序对iris数据库进行实现,并求解准确度.下面的程序是另一种方法,是最常用的方法:先初始化聚类中心,在进 ...

  9. FCM算法的matlab程序

    FCM算法的matlab程序 在“FCM算法的matlab程序(初步)”这篇文章中已经用matlab程序对iris数据库进行简单的实现,下面的程序最终的目的是求准确度. 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 h ...

随机推荐

  1. 为什么 HashMap 的容量大小要设置为2的N次方?

    原文链接:https://www.changxuan.top/?p=1208 前两天,我在一位同学提交中看到了下面这样的一行代码,让我很是惊讶. Map<String, String> t ...

  2. Azure Service Bus(一)入门简介

    一,引言 今天开始学习新的内容 Azure Service Bus(服务总线),其实也叫 "云消息服务",和 RabbitMQ,KafKa的一样都是作为消息通信服务,但是它们直接还 ...

  3. 安装篇八:配置 Nginx 使其支持 MySQL 应用

    配置说明 (让nginx  MySQL(中间件)之间建立关系) 第一个里程: 编写nginx.php首页文件 第二个里程:重启nginx 第三个里程:访问网页测试 打开浏览器访问:http://47. ...

  4. 【进程/作业管理】篇章一:Linux进程及其管理(进程管理类工具)----pstree、ps、top、htop、kill、(killall、pkill、pgrep、pidof)

    主要讲解进程管理类命令及工具的使用:pstree.ps.top.htop.kill.(killall.pkill.pgrep.pidof) pstree 以树状图的方式展现进程之间的派生关系,显示效果 ...

  5. Gitlab + Jenkins 构建,发布一个基于Go的Gin测试项目

    部署Go项目简介 对于golang的发布,之前一直没有一套规范的发布流程,来看看之前发布流程: 方案一 • 开发者本地环境需要将环境变量文件改为正式环境配置 • 编译成可执行文件 • 发送给运维 • ...

  6. Reset 对象属性

    Input Reset 对象 在 HTML 表单中 标签每出现一次,一个 Reset 对象就会被创建. 当重置按钮被点击,包含它的表单中所有输入元素的值都重置为它们的默认值.默认值由 HTML val ...

  7. 分析http协议和高并发网站架构

    案例任务名称 分析http协议和高并发网站架构 案例训练目标 深入理解http协议的工作原理 掌握http协议的分析方法 包含技能点 搭建web服务器 编辑简单的html页面并上传到服务器 使用wir ...

  8. vuetify 属性集合

    1.v-form 组件具有 three 功能,可以通过在该组件上设置 ref 来访问它们. ref 允许我们访问组件上的内部方法,例如 <v-form ref="form"& ...

  9. .NET 云原生架构师训练营(模块二 基础巩固 RabbitMQ 工作队列和交换机)--学习笔记

    2.6.4 RabbitMQ -- 工作队列和交换机 WorkQueue Publish/Subscribe Routing EmitLog WorkQueue WorkQueue:https://w ...

  10. Lesson_strange_words6

    stylized 有艺术效果的 slide 幻灯片,滑动 template 模板,样板 grasp 掌握,领悟 factor 因素 twisted pair cable 双绞线 twisted 扭曲的 ...