[发明专利]一种基于Bayer稀疏阵列CMOS的真彩色夜视成像方法

权利要求书

1.一种基于Bayer稀疏阵列CMOS的真彩色夜视成像方法，其特征在于步骤如下：

步骤一，从Bayer稀疏阵列中插值得到高分辨率的亮度图像矩阵，并按阵列格式提取出低分辨率的Bayer图像矩阵，利用Bayer图像插值得到低分辨率的彩色图像；

步骤二，将步骤一中插值得到的彩色图像放大到原分辨率；

步骤三，从放大后的彩色图像中提取亮度图像；

步骤四，根据Bayer稀疏阵列插值得到的亮度图像与步骤三中提取到的亮度图像的比值对步骤二中放大后的彩色图像的RGB三通道进行增强，得到新的彩色图像；

步骤五，使用灰度世界算法对步骤四得到的彩色图像进行偏色校正；

步骤六，在进行偏色校正的同时采用全局自适应的方法调节图像亮度，得到夜间真彩色图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤一中：根据Bayer稀疏阵列格式得到高分辨率的亮度图像矩阵和低分辨率的Bayer图像矩阵，为得到图像的高分辨率亮度矩阵W_HR，彩色滤波片在亮度图像中的空洞由周围亮度像素计算得到，计算方式是取最邻近8个像素的平均值；根据Bayer稀疏阵列的格式，从中提取出低分辨率的Bayer形式的颜色矩阵，并使用3x3的插值孔径从Bayer形式的颜色矩阵中插值得到低分辨率彩色矩阵RGB_LR。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤二中：将得到的低分辨率色彩矩阵放大到原分辨率，得到高分辨率的彩色矩阵RGB_LF_HR，方便与亮度图像融合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤三中：从放大后的高分辨率彩色图像中提取出亮度矩阵L_LF_HR，即：

L_LF_HR_(i,j)＝0.2126*R_(i,j)+0.7152*G_(i,j)+0.0722*B_(i,j) 1)

L_LF_HR_(i,j)是彩色图像中像素的亮度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤四中：将得到的彩色图像根据亮度矩阵L_LF_HR和亮度图像的亮度矩阵W_HR进一步进行色彩增强，计算W_HR对L_LF_HR的比值，对RGB_LF_HR图像的RGB三通道进行增强，即：

得到的R'，G'，B'即是融合图像的三通道信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤五中：采用灰度世界算法进行偏色校正，具体步骤如下：

(1)采用取平均值的方法得到

(2)计算R、G、B三通道的增益系数：

(3)根据增益系数调整图像的R、G、B分量：

这里使用上一帧彩色图像像素计算出RGB三通道的增益系数，然后当前帧图像的像素乘以计算出的增益系数得到偏色校正后的彩色图像。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤六中：采用全局自适应的方法全局压缩场景的动态范围，调节低照度图像的亮度，具体步骤如下：

(1)计算出调节后的亮度图像L_g:

L_g(i,j)是全局自适应输出结果；L_w(i,j)是输入图像的亮度值；L_wmax(i,j)表示输入图像亮度值中的最大值；表示输入亮度对数的平均值，如下式所示:

其中N表示像素的总数，直接取亮度的平均值

(2)要得到彩色图像的全局自适应结果还需要计算出每个像素RGB三通道的增益系数，计算公式如下：

同样，这里使用上一帧图像像素计算出L_wmax(i,j)和再使用当前帧图像的L_w(i,j)计算出每个像素的增益系数，将彩色图像每个像素RGB的三通道乘以该增益系数就得到经全局自适应的方法调节后的真彩色图像。