[发明专利]一种基于自适应高斯核的ISP颜色插值方法及装置

说明书

本发明公开一种基于自适应高斯核的ISP颜色插值方法及装置，该方法步骤包括：S1.获取待处理图像原始数据，经过RGB通道分离后分别得到R、G、B通道像素；S2.对G通道上每个待插值像素点进行遍历，分别计算每个待插值像素点与邻域之间的相关性信息，并生成自适应高斯核；S3.根据生成的自适应高斯核对各待插值像素点进行插值，得到插值后的G通道；S4.分别对R、B通道进行插值，得到插值后的R、B通道，融合后得到插值后的RGB数据。本发明能够感知图像中边缘区域与非边缘区域，保留图像的边缘信息，且具有实现方法简单、计算复杂度低、执行效率高、颜色保真效果好等优点。

技术领域

本发明涉及ISP(Image Signal Processing，图像信号处理)技术领域，尤其涉及一种基于自适应高斯核的ISP颜色插值方法及装置。

背景技术

数码相机中通常是采用单个CCD或CMOS图像传感器来实现图像采集，但是图像传感器在一个像素上只能采集RGB颜色的一个分量，要采集不同的颜色分量则需要3个图像传感器，考虑到实现成本以及复杂程度，通常是在传感器表面覆盖一层颜色滤波阵列CFA作为滤光层，滤光层的滤光点与图像传感器的像素一一对应，每个滤光点只能通过红、绿、蓝三种光其中之一，即经过滤光层可得到每一个像素坐标处的单一颜色分量，对每个像素点处缺失的另外两个颜色分量进行估计从而重构出一幅全彩色图像的过程即为颜色插值过程或图像去马赛克(Demosaic)。

图像传感器能够提供丰富的语义信息，而如何更准确的从图像传感器输出的原始数据中恢复出准确的RGB图像尤为重要，如在红绿灯的识别应用中。针对颜色插值，目前通常是采用基于双线性插值的ISP方法，即是先针对要处理的图像场景设计卷积核，利用该卷积核先对图像的G通道进行卷积，然后以G通道的插值结果为基础对R通道及B通道进行插值。该类双线性插值方法可以简化为固定模板卷积，因而便于并行化实现，可以满足低计算量、高帧率的需求，但是由于所等效的卷积模板与图像内容无关，在处理图像边缘时会出现明显的锯齿效应(zipper effect)和伪色现象(false color)。虽然可以通过后处理的方式来识别并弱化边缘锯齿效应，但是该类后处理的方式，一方面破坏了ISP应有流程，在流水化处理图像信号时增加了延迟环节，并且需要增加大量的算法参数，进一步加大了参数整定的工作量和难度；另一方面把由插值算法导致的失真现象交由后处理来解决，相当于把图像结构先破坏再重建，虽然可一定程度上纠正锯齿等失真现象，但更容易造成图像原本结构的破坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种有实现方法简单、计算复杂度低、执行效率高、颜色保真效果好的基于自适应高斯核的ISP颜色插值方法及装置，能够感知图像中边缘区域与非边缘区域，保留图像的边缘信息。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于自适应高斯核的ISP颜色插值方法，步骤包括：

S1.RGB通道分离：获取待处理图像原始数据，经过RGB通道分离后分别得到R、G、B通道像素；

S2.自适应高斯核生成：对所述G通道上每个待插值像素点进行遍历，分别计算每个待插值像素点与邻域之间的相关性信息，并使用计算得到的所述相关性信息生成自适应高斯核，其中使用所述相关性信息控制高斯核的旋转及伸缩；

S3.G通道插值：根据生成的所述自适应高斯核对各待插值像素点进行插值，得到插值后的G通道；

S4.RGB通道融合：根据所述插值后的G通道分别对R、B通道进行插值，得到插值后的R、B通道，将插值后R、G、B通道融合后，得到插值后的RGB数据。

进一步的，所述相关性信息为待插值像素点邻域内的协方差矩阵，所述步骤S2中生成自适应高斯核的具体步骤包括：计算每个待插值像素点邻域内的协方差矩阵，并分别使用各所述协方差矩阵作为控制高斯核旋转及伸缩的矩阵，生成对应的自适应高斯核。