数字图像处理（五）：插值算法

在800万像素的CMOS中，400万像素只感受绿光，另外各有200万像素分别对红光和蓝光响应。要最终输出一张800万像素的RGB彩色图片，需要“推导出"另外1600万个颜色点。

这个过程叫做DE-MOSAIC，采用的方法是各式各样的插值算法(Interpolation)。

最直接的方法是称作BILINEAR的双线性插值算法，简述如下：

回忆一下CFA的结构，对于20D来说，RGB像素的排列是：

RGRGRGRG
GBGBGBGB
RGRGRGRG
GBGBGBGB

即除了边缘，每个绿色G象素与2个红色R和2个蓝色B像素相接；每个红色R或蓝色B像素与4个绿色B像素相接 ，并与4个蓝色B或红色R像素相邻（对角线方向）。

因此，做最简单的平均计算：

1）绿色像素上的R，B值分别由相邻的2个R，B像素平均得到

2）红蓝像素上的G值由相邻的4个G像素平均得到

3）红色像素上的B值由对角线上相邻的4个B像素平均得到

4）蓝色像素上的R值由对角线上相邻的4个R像素平均得到

双线性插值法的缺点是可能在对比度很大的边缘附近产生”原本不存在的颜色"，同时会在某种程度上模糊图像。针对这点有各式各样的改进方法。其中一个是叫做MEDIAN-BASED INTERPOLATION中值插值法（不知道术语，自己随便翻译的。）

中值插值法可分为四个步骤：

1）执行双线性插值求出红绿兰三个色层

2）求出每个像素上三种基色的亮度差，即红减绿，绿减蓝和蓝减红（这里的减操作为亮度值相除）。

3）分别对三个差值做中值滤波（可选3X3的KERNAL）

4）由原始的单色亮度值加上以上处理的差值求出其他颜色的亮度。例如在R像素点，R的值加上B-R和G-R的值就可得到绿色和蓝色的亮度值。

这两种插值法的输出图像之间的差别是非常细微而可以察觉的：