[实用新型]一种基于G模式色彩滤波阵列的去马赛克装置

说明书

技术领域

本实用新型所涉及一种图像的去马赛克装置，具体是一种基于G模式色彩滤波阵列的去马赛克装置。

背景技术

数字图像采样装置的光学传感器通常采用CCD(charge coupled device，电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件)技术，是由横竖两个方向密集排列的感光元件(CCD或CMOS)组成的一个二维矩阵，而CCD或CMOS传感器本身只是一个单色电子原件，只能响应光线的强度，不能响应光线的色彩信息。因此，在光线进入图像传感器的感光阵列之前，需要对光线进行基色分离。通过基色分离来过滤其他颜色的光线，使得特定颜色的光线投射到图像传感器的感光阵列。常用的基色分离的方法是在图像传感器前加上一块色彩滤波阵列(Color Filter Array，简称CFA)，每一个色彩滤镜单元对应一个像素，只允许一种颜色的光通过，使得传感器捕获的每一个像素只保留一个颜色成分。

色彩滤波阵列可以使用不同的模式，目前常用的CFA是Bayer pattern CFA拜耳色彩滤波阵列，如图1a、图1b、图1c和图1d所示，为其四种不同的像素排列格式，它交替使用一组红色和绿色滤镜以及一组绿色和蓝色滤镜，每一2×2阵列由2个绿色(G)、1个红色(R)和1个蓝色(B)单元组成，因此能捕获1/2的绿光、1/4的红光以及1/4的蓝光。

然而，经过拜耳色彩滤波阵列后，图像传感器得到的是每一个像素点只有红、蓝、绿三种颜色中的一种颜色分量的马赛克的图像。为了重建完整的彩色图像，使得每个像素点均包括红、蓝、绿三种颜色分量，需要对CFA图像进行插值算法来去除马赛克。现有的插值算法很多，包括最近邻复制、双线性插值、三次样条插值、梯度插值等。

由于现有的实用新型专利中没有基于G模式色彩滤波阵列的去马赛克装置的专利，因此本实用新型一种基于G模式色彩滤波阵列的去马赛克装置具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足，而提供一种基于G模式色彩滤镜阵列的去马赛克装置，通过基于方向判断的插值方法，先进行G分量插值，然后进行R/B分量插值，简化去马赛克的步骤流程，并使得图像更加贴近人眼的视觉标准，提高了图像的清晰度。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种基于G模式色彩滤波阵列的图像去马赛克装置，包括依次连接的原始图像输入单元、G分量插值单元、R/B分量插值单元以及去马赛克后的图像输出单元；

所述原始图像输入单元用于输入搭配G模式色彩滤镜阵列的图像传感器捕获的原始图像；

所述G分量插值单元用于对原始R、B像素点进行G分量插值，根据R、B像素点邻域内的G分量恢复R、B像素点的G分量值；

所述R/B分量插值单元用于对原始R/B像素点进行B/R分量插值以及对原始G像素点进行R、B分量插值，包括一个对R/B像素点插值B/R分量的子模块和一个对G像素点插值R、B分量的子模块；

所述去马赛克后的图像输出单元用于输出去除马赛克后的彩色图像。

进一步地，所述G分量插值单元包括梯度方向判断模块和方向插值模块，梯度方向判断模块用于判断R或B中心像素点水平、垂直、45°和135°斜对角这四个方向差分梯度值最小的方向；方向插值模块用于根据梯度方向判断模块的输出，取该插值方向上相邻两个G值的均值作为该像素点插值的G分量。

进一步地，所述R/B分量插值单元包括R/B像素点上的B/R分量插值子单元以及G像素点上R、B分量插值子单元；

R/B像素点上的B/R分量插值子单元用于插值原始R或B像素点上的B/R分量，其包括梯度方向判断模块和方向插值模块，梯度方向判断模块用于判断R或B中心像素点水平及垂直方向上差分梯度值最小的方向；方向插值模块用于根据梯度方向判断模块的输出，取该插值方向上最相邻两个B/R分量的均值作为该R/B像素点的B/R分量；

G像素点上R、B分量插值子单元用于插值原始G像素点的R、B分量，即得到R(G)、B(G)。

进一步地，所述G像素点上R、B分量插值子单元包括R、B水平或垂直方向上的G像素点插值子单元及R、B斜对角上G像素点插值子单元：

R、B水平或垂直方向上的G像素点插值子单元用于插值位于R、B像素点的水平或垂直方向上的G像素点的R、B分量，该子单元只有一个方向插值模块，此模块取该像素点有R/B分量的方向上的相邻两个R/B分量的均值作为该像素点的R/B分量；