何為bayer

首先拋出一個問題：相機拍攝內部存儲的圖像格式是我們熟知的jpg、png嗎？

答案顯然不是。那么，這個最原始的格式，就是我們要說的bayer。

bayer格式是伊士曼·柯達公司的科學家Bryce Bayer發(fā)明的，他所發(fā)明的拜耳陣列被廣泛應用于數(shù)字圖像。bayer格式是相機內部的原始圖像格式，后綴為.raw。我們熟知的jpg等格式，都是從raw格式轉化過來的。

對于彩色圖像，相機需要采集RGB三種基本顏色。最簡單的方法就是用濾鏡的方法。而單種顏色的濾鏡只能透過其對應顏色的波長。如果要采集RGB三種顏色，就需要使用三塊濾鏡，并且三塊濾鏡必須保證每一個像素點都對齊，這就造成了加工困難、價格昂貴等問題。當bayer濾鏡出現(xiàn)的時候，很好的解決了這個問題。其方法是在一塊濾鏡上設置不同的顏色。

通過分析人眼對顏色的感知發(fā)現(xiàn)，人眼對綠色比較敏感，所以一般bayer格式的圖像綠色像素的數(shù)量是紅色和藍色像素數(shù)量之和。這也就解釋了在一些視頻、圖片解析錯誤的情況下，我們通常會看到大片綠色畫面的現(xiàn)象。下圖即為拜耳陣列，由1/2的綠色，1/4的紅色，1/4的藍色組成。

看到上圖，大家可能有這么一個疑惑：bayer圖像格式每個像素都為單通道的顏色信息，那么，它是如何得到三通道的彩色圖像的呢？

偉大之人的設計妙處就體現(xiàn)于此。因為每個像素只過濾并記錄RGB三種顏色的一種，為了得到彩色圖像，需要通過插值來實現(xiàn)每個像素的RGB值的恢復。插值的方式有很多種，下面介紹一種插值算法：

R和B通過線性鄰域插值，共有四種不同的分布（關注中心像素點）：

（a）                                        （b）  

（c）                                        （d）  

(a) 

(b) 

(c)

(d)

 由于人眼對綠光反應最敏感，對紫光和紅光則反應較弱，因此為了達到更好的成像效果，對于綠色的插值稍顯復雜。經過相關的研究，得出計算中間像素G值的算法：

（e）                                                               （f）  

(e)

 (f)

有時為了提高處理速度，也可以直接通過取4鄰域的均值作為中間像素的G值。

到這里，bayer的介紹已經完畢。下篇將介紹另一個重要的圖像格式YUV。