CCD感測之數位影像處理技術研究

Abstract

在本文中，我們對於以電荷耦合元件當作取像單元的數位取像系統進行 核心處理之研究，主要可以分成三個部份。第一部份包括在CCD取像系統 中所牽涉到的影像處理：光學黑色位準補償、缺陷封阻、白平衡和自動白 平衡、對於各種彩色濾光鏡陣列(CFA)進行色彩信號的分離與內插。由這 些處理可得到對應於畫面每一個像素的全彩格式之彩色影像資訊。接下來 是修正與美化的後級處理：透鏡閃爍補償、色彩修正、Gamma校正、邊界 加強、以及亮度對比的調整。第二部份是從系統設計的觀點來探討數位影 像處理的演算法之化簡，然後提出數種硬體架構。並根據目前工業界各型 式CCD所使用的四種彩色濾光鏡陣列設計一體適用的架構。第三部份則是 輸出時的視訊信號取樣頻率轉換的研究；在信號升頻有學長在去年度提出 的“混合式半頻帶一階線性內插演算法”，本論文進行其理論的探討和誤 差的分析。信號降頻的部份在本論文中則提出了一個“混合式直接截止濾 波及一階線性內插演算法”。這兩個演算法都是為了避免複雜的濾波器所 帶來的過重負擔，且想要維持影像的品質於一定之水準所發展出來的演算 法。