基于循环平移的CFA图像色彩再现MATLAB系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了Tian等人（2010）提出的CFA图像色彩再现算法，通过循环平移技术优化图像插值质量，对Bayer格式CFA图像进行高效去马赛克处理，生成高质量全彩色图像，并支持多种CFA模式。适用于图像处理和计算摄影研究。

详 情 说 明

基于循环平移的CFA图像色彩再现系统

项目介绍

本项目实现了2010年Tian等人提出的CFA图像色彩再现算法，通过先进的循环平移技术(Cycle-Spinning)提升图像插值质量。系统专门针对Bayer格式CFA图像进行去马赛克处理，能够将单通道RAW数据转换为高质量的全彩色RGB图像，支持多种CFA排列模式，并提供完整的质量评估体系。

功能特性

• 核心算法实现：完整实现Tian等人提出的自适应插值算法
• 循环平移增强：通过多尺度平移操作显著降低插值伪影
• 多模式支持：兼容RGGB、BGGR、GRBG、GBRG等多种CFA排列模式
• 质量评估：自动计算PSNR和SSIM指标量化插值效果
• 可视化分析：提供中间处理过程和不同参数下的对比结果
• 参数可调：支持自定义平移次数、步长等关键参数

使用方法

基本调用

% 设置输入参数 rawImage = imread('input.raw'); % 读取RAW格式图像 imageSize = [1080, 1920]; % 图像尺寸[高度,宽度] cfaPattern = 'RGGB'; % CFA排列模式 shiftParams = struct('times', 5, 'step', 2); % 平移参数

% 执行色彩再现 [outputImage, metrics] = main(rawImage, imageSize, cfaPattern, shiftParams);

参数说明

• rawImage: 单通道Bayer格式CFA图像数据矩阵
• imageSize: 二维数组，指定图像的[高度, 宽度]
• cfaPattern: 字符串，指定CFA排列模式（'RGGB'、'BGGR'等）
• shiftParams: 结构体，包含平移次数(times)和步长(step)参数

输出结果

• outputImage: 三通道RGB彩色图像(uint8格式)
• metrics: 质量评估指标，包含PSNR和SSIM值
• 自动生成: 处理过程可视化图表和对比分析图

系统要求

• 操作系统: Windows/Linux/macOS
• 软件环境: MATLAB R2018a或更高版本
• 内存要求: 建议4GB以上，处理大图像时需更多内存
• 存储空间: 至少500MB可用空间用于临时文件存储

文件说明

main.m文件作为系统核心入口，集成了完整的色彩再现流水线，主要实现以下关键功能：完成图像数据的预处理与参数验证，执行基于循环平移的多重插值计算，协调各色彩通道的重建与融合过程，生成最终RGB图像并计算质量指标，同时负责所有可视化结果的输出与展示。该文件通过模块化设计将算法各阶段有机整合，确保处理流程的高效执行。