Sensor Demoasic （CFA）IP仿真实例

Sensor Demoasic （CFA）IP仿真实例

AT7_Xilinx开发板（USB3.0+LVDS）资料共享
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1 Vivado 19.1安装
由于Vivado 19.1以后不再支持Color Filter Array Interpolation IP，转而由Sensor Demosaic IP替代（实际实现的功能相当）。由于我们前面的实验都是基于Vivado 16.2版本的，因此在开始本实例之前，请先安装如下步骤安装好Vivado 19.1。
Windows 64bit操作系统，可以直接找到at7_img_ex11/tool文件夹下的安装程序Xilinx_Vivado_SDK_Web_2019.1_0524_1430_Win64.exe，双击进行Web版本Vivado2019.1安装。注意安装过程必须联网，该程序运行后边下载边安装（安装硬盘需要20G+的空间）。
也可以到Xilinx官方网站（https://www.xilinx.com/support/download.html），下载对应操作系统的Vivado2019.1安装程序。

2 科普CFA（Color Filter Array，色彩滤波阵列）
借用知乎上的文章（https://zhuanlan.zhihu.com/p/21298545）科普一下CFA。

CFA（Color Filter Array，色彩滤波阵列）也就是我们常说的CMOS色彩滤镜，应该说是一个挺重要，厂商在宣传的时候也会偶尔提及一下的东西。但是对于这个东西如何起作用，不同的排列又有什么样的优缺点，可能很多人就不太清楚了。今天我们就来讨论一下这个问题。
本次讨论基于相机中用到的几种传感器CFA排列方式，电影机当中用到的Q67之类，更多的是一种针对性设计（Q67其实就是旋转45度的拜耳阵列，菱形像素排列更紧凑，布线长度可以短，刷起速度来更容易，可以认为是电影机的针对性架构，用在相机上其实意义不大）。

基础模型——采样像素与输出像素
在之前我们简单提过采样像素与输出像素的概念，图像传感器的空间采样就是把连续的空间图像信号转化为离散的一个一个像素，而像素密度代表的就是空间采样频率。空间采样频率越高，我们便可以获取更多的原始图像高频细节，从而提升整个画面的细节表现。
当然，如果你看图的方式是看100%，在同样的显示器尺寸和分辨率下，图像表现还会受到输出像素的限制。同样的采样像素下，输出像素越高，则图像的100%查看细节表现越差。
其实采样像素和输出像素不同的设计在摄影当中可能不多，但是在视频当中很常见——因为视频的输出像素都是固定规格（例如4k就是829万），而采样像素可以比较灵活——例如索尼A6300，在视频拍摄模式下就是2000万像素采样，800万像素输出。
不过对于不同的CFA排列方式来说，其实际的采样和输出像素差别也比较大——尤其是CFA是为了色彩输出而设计，在平面上要放置3种颜色的滤色片，每一种颜色必然都存在空间欠采样的现象。至于影响如何，我们接下来对每一种CFA来进行一下简单分析。

最简单的——无色彩滤镜
只能输出黑白图像，最典型的比如徕卡的法师机Leica M Monochrome~

无色彩滤镜的情形分析起来也是相当简单，没有CFA造成的采样频率损失，采样像素就等于输出像素。缺点就是这种结构只能拍摄黑白图片，无法显示色彩。

最常用的——