Image Process PipeLine 之 DM（上）

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DM（Demosaicing）

通常的ISP data flow：

DM（Demosaicing/Color Filter Array Interpolation/CFA插值）

CMOS Sensor出來的RawData是Bayer格式的圖像，每個像素只有一個通道的信息

DM是將Bayer格式的圖像恢復成每個像素用RGB三通道表示的方式。DM的主要依據是圖像在平滑的局部區域，各分量的ratio是相等的。插值演算法的好壞會影響圖片的細節，如摩爾紋。

flow如下：

DM 是一種數位影像處理演演算法，目的是從覆有濾色陣列（Color Filter Array簡稱CFA）的感光元件所輸出的的不完全色彩取樣中，重建出色彩影像，這個方法也叫作濾色陣列內插法或者色彩重建法

什麼是濾光片：

濾光片：幫助感光片具備色彩辨識的能力。感光片本身僅是光電感應器，透過分色濾光片（不同顏色的濾光片對不同波長（RGB）光的感應能力不同），感光片可以分開感應不同光線的成分，從而在最後影響處理器還原回原始色彩。

濾光片作用：

1，濾除特定頻率的光線,

2，修整進光:因為CCD上是一顆顆的感光體(CELL)構成,最好光線是直射進來,但為了怕干擾到鄰近感光體,就需要對光線加以修整,因此那片濾光片不是玻璃,而是石英片,利用石英的物理偏光特性,把進來的光線,保留直射部份,反射掉斜射部份,避免去影響旁邊的感光點.

濾光片工作原理：

濾光片是塑料或玻璃片再加入特種染料（塑料或者石英外面鍍膜，薄膜：Thin Film）做成的，紅色濾光片只能讓紅光通過，如此類推。玻璃片的折射率原本與空氣差不多，所有色光都可以通過，所以是透明的，但是染了染料後，分子結構變化，折射率也發生變化，對某些色光的通過就有變化了。

濾光片工藝：　

彩色濾光片製造方法包括染色法、顏料分散法、印刷法、電鍍法、噴墨法等，其中顏料分散法由於在顏色特性、質量、可*度等方面均佔有優勢，因此成為目前彩色濾光片之主流製作方式。顏料分散法主要是：將玻璃基板化學塗黑，紫外線曝光顯影，塗紅光阻，再紫外線曝光，去除未曝光部分，加烤制，形成紅色濾片。

彩色濾光片製程技術關鍵須注意的是RGB三色間的段差，段差會影響到液晶錶現，段差如過大則顯示會有斷層產生。

各種各樣的Color Filter Array：

Camera sensor 通常使用的是Bayer格式的Raw data。目前還有一些高端應用Raw data格式（RGB，RGBY，RGBW）

拜耳陣列（Bayer Color Array）：是單板式彩色圖像感測器的濾色鏡陣列之一，綠色（Green）佔50%、紅色（Red）25%、藍色（Blue）佔25%（由於人眼天生對亮度比較敏感，即對綠色比對紅、藍色敏感），三色交替排列，且兩者之間無間隙。

RGB轉YUV：Y=0.299R+0.587G+0.114B

人眼的視桿細胞（感應亮度）比人眼的視椎細胞（感應色度）多；所以人眼對於亮度比較敏感。RGB轉YUV：Y=0.299R+0.587G+0.114B；綠色分量佔一大半。

色彩插值可能會遇到的問題：

• Chroma
• Zipper
• False color
• Purplish tint
• Color bleeding
• Luma
• Zipper

CFA插值演算法，在紋理密集的地方容易產生false color。目前還沒有演算法能夠完全消除圖像插值的false color提高像素的解析度可以減少False Color