[發明專利]一種Bayer圖像還原方法

在審

• 申請號: 201710594555.7
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN109285121A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 黃碩;楊藝;王耀輝
• 申請（專利權）人: 北京凌云光子技術有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種Bayer圖像還原方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

采集Bayer圖像；

計算所述Bayer圖像的梯度和方向圖；

根據所述Bayer圖像的梯度和方向圖，確定所述Bayer圖像的邊界方向，并記錄每個像素點的方向；

選取每個像素點的3*3鄰域，在3*3鄰域采用平滑仲裁法統計求和確定每個像素的權值，利用權值計算綠色通道插值結果；

采用色差恒定原理計算所述Bayer圖像紅色通道插值結果和藍色通道插值結果；

使用所述綠色通道插值結果、所述紅色通道插值結果和所述藍色通道插值結果生成所述Bayer圖像還原后的圖像。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算所述Bayer圖像的梯度和方向圖包括以下步驟：

采用Sobel算子對Bayer圖像進行卷積，計算每個像素的水平梯度G_h和豎直梯度G_v，通過比較水平梯度G_h和豎直梯度G_v的大小求出每個像素的方向圖標志位，得出整個圖像的方向圖。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述平滑仲裁法包括以下步驟：

計算每個像素點的鄰域內9個點的標志位并統計其總和，通過每個像素3*3鄰域方向圖求出每個像素的權值。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述判斷邊界存在的方向包括：設定flag_mn為位于第m行n列的像素P_mn的標志位，當flag_mn＝1，則像素P_mn在水平方向存在邊界；當flag_mn＝0，則像素P_mn在豎直方向存在邊界。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述判斷邊界存在的方向包括：當G_h＜G_v，則flag_mn＝1；當G_h＞G_v,則flag_mn＝0；

其中G_h為水平梯度，G_v為豎直梯度；flag_mn為位于第m行n列的像素P_mn的標志位。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述所述綠色通道插值的計算公式如下：

g＝g_h·e_h+g_v·e_v＝g_h·sin²θ+g_v·cos²θ

其中e_h為水平方向加權系數，e_v為豎直方向加權系數；g為綠色通道插值，g_h為水平方向綠色通道插值，g_v為豎直方向綠色通道插值，θ為向量角度。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述鄰域內9個點的標志位的總和total_flag_mn計算包括：將方向角度分成9等份，則步進為10°；給每一個total_flag_mn分配一個向量角度值θ；查詢三角函數表得對應的e_h和e_v。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述采用色差恒定原理，根據陣列的排列格式計算紅色通道包括三種計算方式；所述采用色差恒定原理，根據陣列的排列格式計算藍色通道包括三種計算方式。

9.如權利要求1～8中任一項所述的方法，其特征在于，還包括一種圖像評價方法，所述圖像評價方法包括以下步驟：

采集所述Bayer圖像還原后的圖像；

采用均方誤差和峰值信噪比對原Bayer圖像和所述還原后的Bayer圖像，將兩者進行對比判斷。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述均方誤差的計算公式如下：

式中MSE為均方誤差，M和N為圖像尺寸的M行、N列，、f(m,n)為原Bayer圖像在第i行，第j列的強度通道，為還原圖像在第i行，第j列的強度通道；

所述峰值信噪比的計算公式如下：

式中PSNR為單個通道的值，MSE為均方誤差。