何為bayer

首先拋出一個(gè)問(wèn)題：相機(jī)拍攝內(nèi)部存儲(chǔ)的圖像格式是我們熟知的jpg、png嗎？

答案顯然不是。那么，這個(gè)最原始的格式，就是我們要說(shuō)的bayer。

bayer格式是伊士曼·柯達(dá)公司的科學(xué)家Bryce Bayer發(fā)明的，他所發(fā)明的拜耳陣列被廣泛應(yīng)用于數(shù)字圖像。bayer格式是相機(jī)內(nèi)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(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的。

對(duì)于彩色圖像，相機(jī)需要采集RGB三種基本顏色。最簡(jiǎn)單的方法就是用濾鏡的方法。而單種顏色的濾鏡只能透過(guò)其對(duì)應(yīng)顏色的波長(zhǎng)。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(gè)像素點(diǎn)都對(duì)齊，這就造成了加工困難、價(jià)格昂貴等問(wèn)題。當(dāng)bayer濾鏡出現(xiàn)的時(shí)候，很好的解決了這個(gè)問(wèn)題。其方法是在一塊濾鏡上設(shè)置不同的顏色。

通過(guò)分析人眼對(duì)顏色的感知發(fā)現(xiàn)，人眼對(duì)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(lán)色像素?cái)?shù)量之和。這也就解釋了在一些視頻、圖片解析錯(cuò)誤的情況下，我們通常會(huì)看到大片綠色畫(huà)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(lán)色組成。

看到上圖，大家可能有這么一個(gè)疑惑：bayer圖像格式每個(gè)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(shè)計(jì)妙處就體現(xiàn)于此。因?yàn)槊總€(gè)像素只過(guò)濾并記錄RGB三種顏色的一種，為了得到彩色圖像，需要通過(guò)插值來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)像素的RGB值的恢復(fù)。插值的方式有很多種，下面介紹一種插值算法：

R和B通過(guò)線性鄰域插值，共有四種不同的分布（關(guān)注中心像素點(diǎn)）：

（a）                                        （b）  

（c）                                        （d）  

(a) 

(b) 

(c)

(d)

 由于人眼對(duì)綠光反應(yīng)最敏感，對(duì)紫光和紅光則反應(yīng)較弱，因此為了達(dá)到更好的成像效果，對(duì)于綠色的插值稍顯復(fù)雜。經(jīng)過(guò)相關(guān)的研究，得出計(jì)算中間像素G值的算法：

（e）                                                               （f）  

(e)

 (f)

有時(shí)為了提高處理速度，也可以直接通過(guò)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(jīng)完畢。下篇將介紹另一個(gè)重要的圖像格式Y(jié)UV。