ISP图像处理之Demosaic算法(reference model篇)

写作意图：

写接下来几篇的原因是，谈谈自己对UVM框架的理解，以及用UVM实现对ISP的验证。之前在github上找了很多UVM相关的代码，并没有找到与图像处理相关的UVM框架。

因此，我就自己动手搭建一个UVM框架，来处理ISP中的demosaic模块，而其他模块的RTL代码也很难找的到，或者很难找到自己想要的那种，只能自己在动手写一个简单的RTL代码了。

Demosaic的目的是：将raw图像(单张)通过插值算法转化为R, G, B三通道的三张图像，RGB三通道合成为彩色图像。

一、CMOS成像原理

黑白CMOS传感器：没有色彩还原度指标，只有灰度值没有色彩。
彩色CMOS传感器通过在光电二极管前面配置三色滤光片(color filter array, CFA )，让对应的颜色光透过，然后进行光电转换。三色滤光片其以1：2：1的构成由四个像点构成一个彩色像素，即R, B滤光片分别覆盖一个像点，剩下的两个像点都覆盖G滤光片，采取这种比例的原因是人眼对绿色较为敏感。图1给出了CMOS图像传感器的部分结构。

 图1：CMOS 传感器的内部结构。黄色：微透镜，紫色：感光片(光电二极管)，每个感光片上都会对应周期排布的R, Gr, Gb, B四种颜色的滤波片。

因此，看起来像mosaic的raw图像是彩色CMOS传感器得到如图2所示的玩意。