基于色差插值的BAYER格式图像色彩复原实现_陈春宁.pdf

第32卷第6期增刊仪器仪表学报Vol.32No.6
2011年6月ChineseJournalofScientificInstrumentJun.2011

基于色差插值的BAYER格式图像色彩复原实现*

陈春宁1田睿1王毅楠2
（1中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033;2长春轨道客车股份有限公司长春130062）

摘要：利用数字信号处理芯片TMS320DM642的专用数字图像数据采集端口、显示端口、5120字节片上FIFO、256K字节片上
SRAM和720MHz主频，能够实现对8位至16位数字图像数据的采集、无缝传输、实时处理的特点，开发了TMS320DM642+FPGA架
构的数字图像处理系统。在TMS320DM642处理器中，采用色差插值的方法将720*576*8位的Bayer格式数字图像数据转换为
720*576*24位RGB格式彩色图像数据。通过CIELAB颜色空间的欧氏距离和拉链效应两种评估方法分别对文中提出的色差差值
方法和两种传统差值方法进行检测。检测数据表明，文中提出的色差插值方法与传统方法相比减少了图像边缘像素的错误数
量，改善图像视觉效果，具有较高的工程实用价值。
关键词：BAYER彩色滤波阵列(CFA)色差插值拉链效应。

ColorreversionofBAYERpatternimagebasedonaberrationinterpolation

ChenChunning1TianRui1WangYinan2
(1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China,2.CNR
ChangchunRailwayVehiclesCo.,Ltd.,Changchun,Jilin130062,China)

Abstract：Accordingtothespecialdigitalimagecapturingport,showingport,FIFOwith5120byte,SRAMwith256Kbyteand
frequencywith720MHzofdigitalsignalprocessorTMS320DM642,wedesignareal-timeimageprocessingsystemcombining
TMS320DM642andFPGAtoimplementimagecapturinganddatatransmissionofdigitalimagewith8to16bit.Inthisprocessor,
the8bitBayerformatimagewasconvertedto24bitRGBformatimagedatawiththeaberrationinterpolationmethod.Then,weuse
theCIELABcolorspacedistanceandslidefastenertocompareourmethodtotraditionalones.Thedetectionresultshowsthatour
methodhavebetterpracticalvaluebecausethatitreducesthequantityoffalseimageedgepixelsandimprovesthevisionquality.
Keywords：BAYERpattern,colorfilterarray(CFA),aberrationinterpolation,bilinearinterpolation,edgedetection.

1引言了对图像细节的分析判断以及颜色通道之间的相
关性，插值效果要明显优于前一类，大部分的算法
关于色彩复原中使用的方法在过去二十年中都属于这一类。例如基于边界的算法，加权系数法，
一直是研究热点，目前已经涌现出大量有价值的插交互式插值法，最优化恢复，也有部分算法利用了
值算法，一般来说算法可以分为两类。第一类是单信号变换如小波变换，傅立叶变换等，这些算法通
个颜色通道独立插值算法，包括双线性插值法常能得到比较满意的效果，尤其是清晰的边界与细
[1][2][3]、邻域插值法[2]、卷积插值法[4]等，规律是未节特征，但往往算法复杂，这种算法对图像质量有
知的绿色分量值仅由已知的绿色像素的强度进行很大的改善，但计算复杂，耗费时间，只能在计算
估算，对红和蓝色通道亦是如此。其中最典型、应机上运行，连静态数字相机上都不适用，这对于对
用最多的是双线性法。这一类算法容易实现，在平处理速度求很高的数字摄像机来说，就更不可能实
滑区域内也可以得到比较满意的效果，但在高频区现