數(shù)字圖像處理中顏色重建與校正技術(shù)研究.pdf

1、20世紀(jì)90年代以來,隨著超大規(guī)模集成電路(VLSI)的高速發(fā)展,CMOS圖像傳感器也呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭,與CMOS圖像傳感器配套的圖像處理算法和SoC芯片的研究也日趨升溫。未來幾年,CMOS元件將進一步占領(lǐng)消費類數(shù)碼相機市場。CMOS圖像傳感器的廣泛應(yīng)用將帶動一系列圖像處理(ISP)核心技術(shù)的快速進展,本文所研究的顏色重建和顏色校正技術(shù)便是數(shù)字圖像處理中針對顏色處理的核心技術(shù)。
　　 本文的顏色重建和校正系統(tǒng)主要包括自動白平

2、衡(Auto White Balance,AWB),顏色插值(Color Interpolation,CI)和顏色校正(Auto Color Correction,ACC)三種圖像處理技術(shù)。顏色插值和顏色校正處理的位置相對固定,一般對Bayer格式的圖像插值之后,隨即進行顏色校正處理。插值之后,處理的數(shù)據(jù)量將是插值之前數(shù)據(jù)量的3倍。為了節(jié)省硬件單元,本文把自動白平衡處理放在顏色插值前進行；另一方面,本文提出的顏色校正方法要求圖像必須經(jīng)過

3、白平衡處理。基于以上考慮,該系統(tǒng)中各模塊的順序依次為自動白平衡,顏色插值和顏色校正。
　　 本文的主要創(chuàng)新之處是基于Lab顏色空間的顏色校正方法的研究。通過分析圖像產(chǎn)生色偏的原因,討論常用顏色校正方法及其存在的問題,基于Lab顏色空間,運用數(shù)學(xué)中的求導(dǎo)、求解均方差最小化問題等方法推導(dǎo)校正矩陣,所得矩陣可以直接對RGB圖像進行顏色校正處理。矩陣推導(dǎo)簡單,硬件電路設(shè)計滿足圖像處理實時性要求。最終將自動白平衡(AWB)、顏色插值(CI