Ich war vor einigen Monaten überrascht, dass mein Bildverarbeitungskamera-SDK die "Interpolation" des nächsten Nachbarn in seiner eingebauten Überlagerungsfunktion verwendete. Es ist der schnellste, aber schlechteste Typ, der harte Kanten liefert, insbesondere wenn Sie anfangen, die Bildkanäle auf Farbkonstanz oder Helligkeitsinvarianz zu berechnen. Ich fand diese Überprüfung der Algorithmen:
http://www.arl.army.mil/arlreports/2010/ARL-TR-5061.pdf
Der nächste Schritt sind bilineare und bikubische Interpolationen, die recht schnell berechnet werden können, weil sie nur Faltungskerne ergeben. Diese ergeben farbige Sägezähne an schrägen Kanten - bilinear mehr als bikubisch.
Kann in diesem Artikel und mit quantifizierten Qualitätsdaten zu 5 verschiedenen Algorithmen gesehen werden:
http://research.microsoft.com/en-us/um/people/lhe/papers/icassp04.demosaicing.pdf
Aus diesem Grund haben sie Interpolationen in Kantenrichtung durchgeführt. Diese behandeln Grün jedoch als einen "wichtigeren Kanal" (da es die beste Auflösung hat und den größten Teil unserer visuellen Empfindlichkeit und der Auflösung unserer Augen ausmacht). Und dann erzeugen sie blau und rot als Funktion des grünen Kanals in einer farbtonerhaltenden Weise. Dies wiederum erhöht die Fehleranfälligkeit von Grünkanal-Hochfrequenzinhalten. Die Komplexität ist höher, da sie erkennen müssen, was vor sich geht, und mehrere Durchgänge erfordern. Moire und Mais sind häufige Artefakte bei dieser Art der Interpolation.
Hier zeigen sie Beispiele für Adaptive Homogeneity Demosaicing und bilineare Versionen mit und ohne Farbtonerhalt und kantenerhaltenden Addons:
http://math.auburn.edu/~kilgota/ahd_bayer.pdf
Dieses Papier bevorzugt AHD und zeigt den negativen Teil nicht. Auf dieser Seite sehen Sie die verschiedenen Musterartefakte von Adaptive Homogeneity Demosaicing, Patterned Pixel Grouping und Variable Number of Gradients (Fahren Sie mit der Maus über die Namen):
http://www.ruevski.com/rawhistogram/40D_Demosaicing/40D_DemosaicingArtifacts.html
Zusammenfassend gibt es eine Reihe von Annahmen, die in diesen Algorithmen verwendet werden, und Artefakte treten auf, wenn die Annahme nicht zutrifft:
- Glätte pro Kanal. Wenn die nächsten Nachbarn nicht gleich sind, machen Sie den Übergang glatt. Artefakt: Sägen / Reißverschlüsse, Weichheit
- Helligkeitskonstanz mit gerichteten Kanten (bilineare Richtung). Artefakte: Hochfrequenz-Textur-Moiré, Farbsäume
- Farbtonkonstanz. Wenn in einer Nachbarschaft der Farbton gleich ist, müssen die anderen folgen, wenn sich ein Kanal ändert. Artefakte: Farbreißverschlüsse an den Farbkanten
- Konstanz kann von den Grüns vorhergesagt werden. Artefakt: Irrgärten