基于稀疏表示的单芯片偏振彩色传感器联合去马赛克方法

单芯片偏振彩色传感器的出现使得能够在单色像面上同时捕获场景的色度与偏振信息。然而，与通常内置去马赛克方法的相机不同，最新的偏振彩色相机并未配备内置去马赛克工具。对于去马赛克，用户不得不对捕获图像下采样或使用传统插值技术。二者均表现不佳，因为偏振与颜色相互依赖。因此，色度与偏振联合去马赛克是获取高质量偏振彩色图像的关键。本文中，我们提出一种联合色度与偏振去马赛克模型以解决这一挑战性问题。我们并未对多通道偏振彩色图像进行机械式去马赛克，而是进一步提出一种基于稀疏表示的优化策略，利用色度信息与偏振信息联合优化该模型。为避免去马赛克过程中颜色与偏振的相互作用，我们分别构造了相应的字典。我们还搭建了光学数据采集系统以收集数据集，其包含多种偏振来源，如照明、反射与双折射。定性与定量实验结果表明，我们的方法能够从一个单一马赛克输入图像中忠实恢复每个像素在四个偏振角下的完整 RGB 信息。此外，所提方法不仅在合成数据上表现良好，在真实捕获数据上同样表现良好。