Demozaicarea
Un algoritm demosaic (din engleză demosaicing sau demosaicking ) permite reconstituirea reprezentării culorilor unei imagini pornind de la datele brute obținute de la senzorul unei camere digitale care utilizează o matrice de filtrare a culorilor (CFA).
CFA-urile sunt utilizate de majoritatea camerelor digitale moderne, prin urmare algoritmii de demozaicare sunt o parte fundamentală a procesului de procesare a imaginii efectuat de o cameră pentru a permite afișarea imaginii. În plus, multe camere vă permit, de asemenea, să salvați imagini în format RAW și să transferați procesul de reconstrucție a datelor dobândite off-line. În acest fel puteți alege tehnica de demosaicing pe care doriți să o utilizați în locul algoritmului propriu al camerei.
Ţintă
Scopul unui algoritm demosaic este reconstrucția unei imagini color (de exemplu în spațiul RGB , compus din roșu, verde și albastru) pornind de la datele dobândite de un senzor cu CFA.
În special, un algoritm bun trebuie să garanteze:
- absența unor artefacte deosebit de enervante pentru vizualizarea imaginii (cum ar fi aliasing , fermoar, culori false ...);
- fidelitatea față de imaginea originală;
- complexitate de calcul scăzută, pentru a permite executarea sa într-un timp rezonabil, această cerință este necesară în cazul în care detașarea se efectuează la bordul camerei, neglijabilă dacă procesarea se efectuează ulterior.
Premisă
Reprezentarea unei imagini digitale în culoare necesită cunoașterea a cel puțin trei mostre de culoare pentru fiecare pixel [1] . De obicei se folosesc roșu, verde și albastru, baze ale spațiului de culoare RGB . Prin urmare, achiziționarea unei imagini color de către o cameră digitală ar necesita trei senzori de fotosite [2] , fiecare sensibil la o anumită culoare. Poziționarea celor trei senzori nu este simplă și implică unele dezavantaje ale schimbării de fază dacă acești senzori sunt dispuși pe același plan cu utilizarea unei prisme pentru a direcționa lumina sau de prelungire a timpilor de expunere în cazul senzorilor dispuși în de serie, cum ar fi în senzorul Foveon . Prin urmare, majoritatea camerelor digitale și a camerelor video nu dobândesc imaginea cu trei componente, ci folosesc un singur senzor pe fiecare site , obținând o grilă de valori corespunzătoare diferitelor culori. Această grilă, denumită și Color Filter Array (CFA) sau „mozaic”, alternează eșantioane de roșu, verde și albastru conform unor aranjamente specifice, dintre care cel mai cunoscut este denumit modelul Bayer după inventatorul său Bryce Bayer.
Recent, au fost propuse noi modele pentru CFA, cum ar fi cel din noul senzor propus de Kodak [3] sau noile tipare propuse de Hirakawa și Wolfe [4] [5] .
Fujifilm a propus în septembrie 2008 o variantă a CFA pentru senzorul super CCD EXR [6] .
Algoritmi
Inițial am încercat să reconstituim imaginile capturate în format RAW cu tehnicile clasice de interpolare a imaginilor, cum ar fi interpolare biliniară , interpolare bicubică sau spline . Cu toate acestea, s-a observat curând că se obțin rezultate mult mai bune cu metode ad hoc, concepute în funcție de structura particulară a CFA. De fapt, componentele de culoare roșu, verde și albastru prezintă o corelație remarcabilă care poate fi exploatată pentru reconstrucția probelor de culoare lipsă. Prin urmare, au fost propuse multe tehnici de demozaicare, de la cele mai simple și cu o complexitate de calcul redusă, la abordări foarte rafinate concepute în domeniul academic folosind diferite cunoștințe științifice în domeniul procesării imaginilor [7] . O istorie a majorității tehnicilor de demozaificare este disponibilă online [8] .
Notă
- ^ Paragraful, sub titlul „Fotografie digitală”, legat de această notă, arată conținutul informațional al pixelului.
- ^ În paragraful de sub titlul „Fotografie digitală”, legat de această notă, există distincția între fotosite și pixeli
- ^ Senzor de imagine de înaltă sensibilitate Kodak , la dpreview.com . Adus 18.01.2009 .
- ^ K. Hirakawa, Wolfe PJ, Spatio-Spectral Color Filter Array Design for Optimal Image Recovery ( PDF ), în IEEE Trans. Prelucrarea imaginilor , vol. 17, n. 10, octombrie 2008, pp. 1876-1890.
- ^ Demosaicking , pe danielemenon.netsons.org. Adus 17.01.2009 (arhivat din original la 4 martie 2016) .
- ^ Senzor Super CCD EXR , la fujifilm.com . Adus 19-01-2009 (arhivat din original la 25 ianuarie 2009) .
- ^ B. Gunturk, și colab., Demosaicking: color filter array interpolation ( PDF ), în IEEE Signal Proc. Mag. , Vol. 22, n. 1, ianuarie 2005, pp. 44-54 (arhivat din original la 28 iulie 2010) .
- ^ Lista algoritmilor de demozaizare , pe danielemenon.netsons.org . Adus 17.01.2009 (arhivat din original la 27 iulie 2011) .
