本文詳細介紹了多種圖像處理技術，包括RG/GB單通道提取、亮度和對比度調整、圖像反轉、均值濾波、高斯濾波、圖像銳化、中值濾波、閾值分割、邊緣檢測（Sobel算子）、圖像膨脹與腐蝕、開運算與閉運算、Tophat形態學濾波、RAW8轉RGB888、彩色圖像均值濾波、Alpha背景疊加、直方圖灰度拉伸算法以及自動白平衡算法。每種算法都提供了實現方法和相關公式，涵蓋了圖像處理的核心概念和技術。

1、RG/GB單通道提取，采用2x2陣列

其實現方法，用ram緩存兩行圖像數據，對緩存的數據進行間隔4個數據讀取，以此一個固定的數據替換其余三個顏色值

2、亮度增加

其公式為：

Q = a * i + b

其中i為輸入原像素值，a為調節對比度，b為調節亮度

實現方法為：只需將原像素值加上需要增加亮度的值即可（注：不要溢出）

3、對比度增加

其公式為：

Q = a * i +b

其中i為輸入原像素值，a為調節對比度，b為調節亮度

實現方法：只需將原像素值乘上對比度值即可（注：不要溢出）

4、圖像反轉

其公式為：

Q = 255 - i;

其中i為原像素值

實現方法：將圖像值的最大值減去原像素值

5、均值濾波

采用的3x3矩陣，先緩存三行圖像數據，在對數據進行相加，取均值

其除法部分可以轉化移位運算：

實現過程：

1024 / 9 = 113;

則可以讓其矩陣取和值乘以113，在進行右移10位，則得出需要均值

6、高斯濾波

實現方法：

對所有的權值乘以1024，在將權值與矩陣像素相乘并累加和，并在按照10249=113的原理，讓其和乘以113，在對其值進行右移20位，則該值就是要求的最終值

7、圖像銳化

圖像銳化，采用的是拉普拉斯算子，其算子模板如下：

采用第二個算子模板，其實現方法如下：

其實現方法：將算子模塊中的值分成兩部分，一部分是正值，另一部分是負值， 1、在將正值和負值進行比較，如果正值大于負值，則正值減去負值，在與p(4)像素加

2、在將正值和負值進行比較，如果正值小于負值，則負值減去正值，在p(4)像素值減去該值

8、中值濾波

其模型如下：

其實現方法：

設置9個cnt值做排序標識，讓矩陣中的值對另外8個值進行比較，其中標識值為4的，就代表其值為中間值

9、閾值分割

其公式如下：

設置閥值區間，當在這個閥值區間內，則該像素值轉化為0輸出，不在這個閥值區間內的像素則輸出255或其他定義的值

10、邊緣檢測（sobel）

其sobel算子3x3模型如下：

公式部分補充：

得到gxy值后，根據設置的閥值，當大于該閥值，則該像素輸出為16’01，否則為8’hff,將像素二值化

其實現過程：

1、將模板Gx分為正值和負值累加，當正值大于負值時，則正值減去負值，否則是負值減去正值

2、同理模板Gy也是如此，然后在得出的值分別進行平方，在進行累加求和

3、最后對該值進行開平方（開平方可用cordic算法轉化sqrt,也可以調用ip核）

4、得到開平方的值進行與閥值比較，將像素二值化

11、圖像膨脹

在sobel檢測之下，其公式：

求像素的最大值，進行輸出

其矩陣模型為3x3

實現方法：

設置9個cnt值做排序標識，讓矩陣中的值對另外8個值進行比較，其中標識值為8的，就代表其值為最大值

12、圖像腐蝕

在sobel檢測之下，其公式為：

求像素的最大值，進行輸出

其矩陣模型為3x3

實現方法：

設置9個cnt值做排序標識，讓矩陣中的值對另外8個值進行比較，其中標識值為0的，就代表其值為最小值

13、開運算

其原理過程是先腐蝕后膨脹的過程，其公式：

其實現過程：

在矩陣3x3中：

1、先進行緩存3行像素點（640）

2、在對3行像素點安順序各取三個值進行取最小值輸出像素

3、將輸出最小值的像素在進行緩存3行（640）

4、在對這3行像素點安順序各取三個值，進行取最大值，輸出像素值，則該算法完成

14、閉運算

其原理過程是先膨脹后腐蝕的過程，其公式：

其實現過程：

在矩陣3x3中：

5、先進行緩存3行像素點（640）

6、在對3行像素點安順序各取三個值進行取最大值輸出像素

7、將輸出最大值的像素在進行緩存3行（640）

8、在對這3行像素點安順序各取三個值，進行取最小值，輸出像素值，則該算法完成

15、Tophat 形態學濾波

其公式為：

矩陣為：3x3

其工作原理是，先對3x3像素矩陣進行開運算，比較值取p(4),當p(4)>=open(p(i))時，則Gxy = p(4) - open(p(i)),否則Gxy = 0 或者其他定義值

16、RAW8轉RGB888

選取矩陣：2x2

Cmos像機結構：GB/RG

以G2為基準點，則該公式為：

則實現方法：

1、先緩存2行數據（640）

2、各讀取2個數據

3、對值進行分配為：

偶數行偶數列、偶數行奇數列、奇數行偶數列、奇數行奇數列

4、輸出各組8位顏色

17、彩色圖形進行均值濾波

矩陣：3x3

先將RAW8轉RGB888三原色輸出，然后在對其每個原色進行緩存3行,在進行取和輸出，該和值乘（1024/9）113值，最后將該值進行右移10位，則是最終像素輸出

18、Alpha 背景疊加

其效果實現是出現背景半透明狀態

公式為：

19、直方圖灰度拉伸算法

矩陣：2x2

實現方法：

緩存2個小于255的數，為最小值；緩存2個大于0的數為最大值；進行比較，用最大值減去最小值。做為查找表的標號；255/(B-A)部分做成查找表e

最后g(x,y)= e * (f(x,y)-min值)

20、白/晚自動曝光與增益算法

21、自動白平衡算法

百平衡算法有：灰度世界法、完美反射法、動態閥值法

現實現方法為：灰度世界法

原理：灰度世界法(Gray World)是以灰度世界的假設為基礎的，假設一張圖片具有大量的色彩變化，RGB 三分量的平均值趨于同一個灰度值 K。下面給出 K 的計算方法。

則公式為：

實現思路：

1、由于MT9V011攝像機有4個通道，將一幀的圖像數據按照奇偶行列將4個通道進行分配累加取和

2、在對4個通道的數據進行取平均值，并且要除以4，每個通道的數據占一幀圖像的四分之一

3、在將4個通道的數據累加取和，并對其進行取平均值K

4、將4個通道的數據，都進行取倒數的查找表s

5、輸出最終值：

R = R(原)ks

G= G(原)ks

B = B(原)ks

原文：

https://blog.csdn.net/qq_39633876