基于CMOS图像传感器的嵌入式图像采集与格式转化

图3  Bayer格式的像素点编号

　　根据图3所示的像素点编号，G1、R2两个像素点的双线性差值法的计算公式为：




　　式中，为格式转化后G1点的RGB三种色彩的分量，为格式转化后G2点的RGB三种色彩的分量，同理，B分量的格式转化计算方法与R分量类似。采用此种方法的优点是运算简单，易于实现，占用硬件资源比较少；但也存在着一定的缺陷，即在色彩转化的过程中忽略了边界的问题，在今后的算法设计中，可以加以改进。

实验结果

　　根据系统的设计要求，搭建了实验平台，使用CMOS图像传感器采集到了图像，并对Bayer图像格式转化算法进行了软件仿真。为了能更直观的检测出实验系统的性能，将系统采集到的图像同数码相机所拍摄到的图像做了对比。数码相机拍摄的图片如图4所示。依照系统的硬件和采集程序的设计，CMOS图像传感器采集到的图像分辨率为2048×1536，如图5所示。经双线性差值法转化为RGB格式的图像如图6所示。

图4  数码相机拍摄的图像

图5  CMOS图像传感器采集到的图像

图6  经格式转化后的RGB图像

　　由上述三幅图分析比较可知，MT9T001型CMOS图像传感器可以采集到比较清晰的Bayer格式图像，经双线性差值进行格式转化后，可以基本还原图像的本来色彩。

结语

　　CMOS图像传感器是继CCD图像传感器发展之后深受欢迎的多功能摄像器件，拥有集成度高、功耗低、成本低等优点，随着工艺的发展，结构的改进，CMOS图像传感器的性能也将不断提高，具有广阔的发展前景。应用嵌入式系统进行图像的采集，有利于系统的小型化设计，将灰度的Bayer格式图像转化为彩色的RGB格式，使图像的可视性更好，应用范围更广。

参考文献：

　　1、 林凡、吴孙桃、郭东辉，CMOS图像传感技术及其研究进展，半导体技术，26(12)：40~44
　　2、 赵吉力、刘铁根、李晋申，基于M642的高速图像识别系统设计，电子测量与仪器学报，2007，21(1)：86~89
　　3、 罗碧强、李斌，一种改进的图像重组算法及其硬件实现，中国集成电路，2007