數位影像處理 之一

De-mosaicing (or debayering)

感光元件原本只能感受光強度，透過在感光元件前面加上R、G、B三種顏色的濾鏡，而得以感知每種色彩的強弱。

而這個濾鏡通常會以特定的順序排列，最常見的排列方式就是拜耳陣列 (Bayer filter)
其中G所佔的比例為50%，而R & B各佔25%，原因是此比例較能符合人眼對各種顏色的敏感度 (簡單來說，人眼對綠色最為敏感，紅色次之，而藍色最不敏感)

而要將收集到的資料轉換成可視的圖像，就需要做去馬賽克(de-mosaicing or debayering)的動作
去馬賽克的方式各家有不同的演算法去實現，因此使用不同的解raw軟體去解同一張照片就會有不同的結果
這邊舉個簡單的去馬賽克方法，取一個2x2的RGB陣列合併成一個像素，如此每個像素都能取得完整的RGB資訊而還原出原始的色彩

將一個原始RAW檔

RAW file

去馬賽克處理後，得到下圖

Picture file (e.g. jpg)

Pixel Binning

受限於拍攝環境(例如低光、高速快門)，拍攝時需要提高ISO來獲得足夠的曝光
然而在提高ISO的同時也提高了雜訊，使得影像品質降低
為了得到較佳的影像品質(純淨度)，可透過像素合併(pixel binning)的方式來改善雜訊問題

像素合併簡單來說就是將周圍的像素合併成一個新的像素，藉此稀釋或去除掉雜訊
概念上就類似在電腦上用縮圖模式觀看一張照片時，會覺得每張照片看起來畫質都很好一樣

理解了像素合併的原理後，其優缺點也就很容易可以被理解了
優點是可以得到較佳的影像純淨度
缺點就是會造成解析度下降以及細節的損失

像素合併不見得都是不好的，端看當時的使用情境來做取捨
如果雜訊已經大到干擾整個呈現效果時，適時的使用反而是種助力



(*1)本文所使用的圖檔皆來自於Wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Demosaicing