[發明專利]一種基于自適應高斯核的ISP顏色插值方法及裝置

有效

• 申請號: 202011096033.2
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112233019B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 郭旺;伍青青;胡庭波;安向京;張夢軒
• 申請（專利權）人: 長沙行深智能科技有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T3/60;G06T5/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;胡君

本發明公開一種基于自適應高斯核的ISP顏色插值方法及裝置，該方法步驟包括：S1.獲取待處理圖像原始數據，經過RGB通道分離后分別得到R、G、B通道像素；S2.對G通道上每個待插值像素點進行遍歷，分別計算每個待插值像素點與鄰域之間的相關性信息，并生成自適應高斯核；S3.根據生成的自適應高斯核對各待插值像素點進行插值，得到插值后的G通道；S4.分別對R、B通道進行插值，得到插值后的R、B通道，融合后得到插值后的RGB數據。本發明能夠感知圖像中邊緣區域與非邊緣區域，保留圖像的邊緣信息，且具有實現方法簡單、計算復雜度低、執行效率高、顏色保真效果好等優點。

技術領域

本發明涉及ISP(Image?Signal?Processing，圖像信號處理)技術領域，尤其涉及一種基于自適應高斯核的ISP顏色插值方法及裝置。

背景技術

數碼相機中通常是采用單個CCD或CMOS圖像傳感器來實現圖像采集，但是圖像傳感器在一個像素上只能采集RGB顏色的一個分量，要采集不同的顏色分量則需要3個圖像傳感器，考慮到實現成本以及復雜程度，通常是在傳感器表面覆蓋一層顏色濾波陣列CFA作為濾光層，濾光層的濾光點與圖像傳感器的像素一一對應，每個濾光點只能通過紅、綠、藍三種光其中之一，即經過濾光層可得到每一個像素坐標處的單一顏色分量，對每個像素點處缺失的另外兩個顏色分量進行估計從而重構出一幅全彩色圖像的過程即為顏色插值過程或圖像去馬賽克(Demosaic)。

圖像傳感器能夠提供豐富的語義信息，而如何更準確的從圖像傳感器輸出的原始數據中恢復出準確的RGB圖像尤為重要，如在紅綠燈的識別應用中。針對顏色插值，目前通常是采用基于雙線性插值的ISP方法，即是先針對要處理的圖像場景設計卷積核，利用該卷積核先對圖像的G通道進行卷積，然后以G通道的插值結果為基礎對R通道及B通道進行插值。該類雙線性插值方法可以簡化為固定模板卷積，因而便于并行化實現，可以滿足低計算量、高幀率的需求，但是由于所等效的卷積模板與圖像內容無關，在處理圖像邊緣時會出現明顯的鋸齒效應(zipper?effect)和偽色現象(false?color)。雖然可以通過后處理的方式來識別并弱化邊緣鋸齒效應，但是該類后處理的方式，一方面破壞了ISP應有流程，在流水化處理圖像信號時增加了延遲環節，并且需要增加大量的算法參數，進一步加大了參數整定的工作量和難度；另一方面把由插值算法導致的失真現象交由后處理來解決，相當于把圖像結構先破壞再重建，雖然可一定程度上糾正鋸齒等失真現象，但更容易造成圖像原本結構的破壞。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種有實現方法簡單、計算復雜度低、執行效率高、顏色保真效果好的基于自適應高斯核的ISP顏色插值方法及裝置，能夠感知圖像中邊緣區域與非邊緣區域，保留圖像的邊緣信息。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種基于自適應高斯核的ISP顏色插值方法，步驟包括：

S1.RGB通道分離：獲取待處理圖像原始數據，經過RGB通道分離后分別得到R、G、B通道像素；

S2.自適應高斯核生成：對所述G通道上每個待插值像素點進行遍歷，分別計算每個待插值像素點與鄰域之間的相關性信息，并使用計算得到的所述相關性信息生成自適應高斯核，其中使用所述相關性信息控制高斯核的旋轉及伸縮；

S3.G通道插值：根據生成的所述自適應高斯核對各待插值像素點進行插值，得到插值后的G通道；

S4.RGB通道融合：根據所述插值后的G通道分別對R、B通道進行插值，得到插值后的R、B通道，將插值后R、G、B通道融合后，得到插值后的RGB數據。

進一步的，所述相關性信息為待插值像素點鄰域內的協方差矩陣，所述步驟S2中生成自適應高斯核的具體步驟包括：計算每個待插值像素點鄰域內的協方差矩陣，并分別使用各所述協方差矩陣作為控制高斯核旋轉及伸縮的矩陣，生成對應的自適應高斯核。