基于轮廓非局部均值的色彩滤波阵列图像去马赛克方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103595980103595980A(43)申请公布日2014.02.19(21)申请号201310512349.9(22)申请日2013.10.25(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人张小华焦李成张平马文萍马晶晶田小林钟桦白婷(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人王品华朱红星(51)Int.Cl.H04N9/04(2006.01)权权利要求书5页利要求书5页说明书9页说明书9页附图2页附图2页(54)发明名称基于轮廓非局部均值的色彩滤波阵列图像去马赛克方法(57)摘要本发明公开了一种基于轮廓非局部均值的色彩滤波阵列图像去马赛克方法，主要解决现有技术易出现边缘模糊和拉链效应的问题。其实现步骤为：1.输入一幅色彩滤波阵列图像；2.对绿色通道作方向插值，并求绿色插值图的轮廓矩阵；3.取绿色插值图的待修正块；4.取待修正块的图像块集合及轮廓，并从集合中找出相似块，计算其权重；5.对所有相似块加权平均；6.由加权平均值修正绿色插值图的所有块；7.对红色和蓝色通道作方向插值，并求红色和蓝色插值图的轮廓矩阵；8.取红色和蓝色插值图的待修正块，重复执行步骤4-5，修正红色和蓝色插值图的所有块；9.输出全彩色图像。本发明能避免边缘模糊，抑制拉链效应和虚假颜色的产生，用于对色彩滤波阵列图像的恢复。CN103595980ACN103598ACN103595980A权利要求书1/5页1.一种基于轮廓非局部均值的色彩滤波阵列图像去马赛克方法，包括如下步骤：（1）输入一幅色彩滤波阵列图像I；（2）通过方向插值法对色彩滤波阵列图像I中绿色通道缺失的像素进行估计，得到绿色通道图像的插值图像（3）计算绿色通道图像的插值图像中每个像素点的轮廓值，组成图像轮廓矩阵MG；（4）在绿色通道图像的插值图像中逐像素取一个5×5大小的图像块，作为当前待修正的图像块X；（5）在当前待修正图像块X的中心像素的34×34大小的邻域中取所有5×5的块，组成当前待修正图像块X的图像块集合Ω；（6）在图像轮廓矩阵中找到当前待修正块X及其图像块集合Ω中的块所对应的轮廓块；（7）计算当前待修正图像块X与其图像块集合中块之间的权重：7a）分别计算当前待修正块X与其图像块集合Ω中每个块之间的像素欧式距离d和当前待修正块X对应的轮廓块与其图像块集合Ω中每个块对应的轮廓块之间的轮廓欧式距离s；7b）将当前待修正块X与其图像块集合Ω中每个块之间的像素欧式距离d由小到大排序，取欧氏距离小于设定阈值th＝10的块作为当前待修正块的相似块；7c）根据所述像素欧式距离d和所述轮廓欧式距离s，计算待修正块X与每个相似块之间的权重；（8）根据步骤7c）得到的权重，采用加权平均公式对所有相似块进行加权平均，得到修正后的图像块（9）对绿色通道图像的插值图像的所有图像块重复执行步骤（4）-（8），完成对绿色通道图像的最终估计；（10）利用最终估计出的绿色通道图像，通过方向插值法，得到红色通道图像的插值图像和蓝色通道图像的插值图像（11）分别求红色通道图像的插值图像和蓝色通道图像的插值图像中每个像素点的轮廓值，组成红色通道插值图像的图像轮廓矩阵MR和蓝色通道插值图像的轮廓矩阵MB；（12）分别在红色通道图像的插值图像和蓝色通道图像的插值图像中逐像素取一个5×5大小的图像块，作为当前待修正的图像块X，重复执行步骤（5）-（8），完成对红色和蓝色通道图像的最终估计；（13）输出含有绿色、红色和蓝色的全彩色图像。2.根据权利要求1所述的基于轮廓非局部均值的色彩滤波阵列图像去马赛克方法，其特征在于：步骤（2）中所述的通过方向插值法对色彩滤波阵列图像I中绿色通道缺失的像素进行估计，按如下步骤进行：（2a)计算以像素点R(i,j)为中心的北、南、东、西、水平、竖直六个方向上的绿色分量值与红色分量值的颜色差值：2CN103595980A权利要求书2/5页其中，(i,j)表示像素点的位置，R为红色通道图像，G为绿色通道图像，分别为像素点R(i,j)在北、南、东、西、水平、竖直方向上的绿色分量值与红色分量值的颜色差值；（2b)计算像素点R(i,j)沿北、南、东、西、水平、竖直方向的梯度：其中，下标n、s、w、e、h、v分别为北、南、西、东、水平、竖直方向，分别为像素点R(i,j)沿北、南、东、西、水平、竖直方向的梯度，ε为一个很小的常数；（2c)根据步骤（2b）所述的像素点R(i,j)沿北、南、东、西、水平、竖直方向的梯度计算各个方向颜色差值的权重值，即：（2d)根据步骤（2c）所述的各个方向颜色差值的权重值，计算各个方向的权重值之和C，并对各个方向的颜色差值的权重值进