專利名稱：彩色成像設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種彩色成像設備，特別是涉及一種抑制彩色波紋產生的彩色成像設備。
背景技術：
在包含單板彩色成像元件的彩色成像設備中，單板彩色成像元件的輸出圖像是 RAff圖像(鑲嵌圖像)。因此，通過根據(jù)周圍像素來內插丟失顏色的像素的處理(去馬賽克(demosaicing)處理)來獲得多通道圖像。此時,在高頻圖像信號的再現(xiàn)特性中會存在問題。原色Bayer陣列作為單板彩色成像元件中使用最廣泛的一種顏色陣列,其包括以方格圖案布置的多個綠(G)像素以及順序地線型布置的紅(R)和藍(B)像素。因此，存在低頻著色(顏色波紋)的問題，該問題是由超過各顏色的再現(xiàn)帶的高頻信號的交疊以及由各色相(phase of color)的偏移所引起的。例如，如圖14⑷所示的一個黑白傾斜高頻圖像進入如圖14⑶所示的一個Bayer陣列中的成像元件，該圖像被分類為Bayer顏色陣列來比較顏色。如圖14(C)到圖14(E)所示,R和B分別形成亮的單色圖像(flat color image),而G形成暗的單色圖像。假設黑色的值為O并且白色的值為255，則黑白傾斜高頻圖像變?yōu)榫G色，這是因為只有G值為255。通過這種方式，傾斜高頻信號圖像不能在Bayer陣列中被正確地再現(xiàn)。在使用單板彩色成像元件的彩色成像設備中，通常將由諸如晶體的各向異性物質形成的光學低通濾色器布置在彩色成像元件的前方以防止光學地減少高頻波。然而，雖然以此方法可以減少由交疊高頻信號引起的著色，但相應地存在分辨率減小的問題。為解決該問題，提出了一種彩色成像元件，其中該彩色成像元件的濾色器陣列是一種滿足如下陣列約束條件的三色隨機陣列，其中，任意目標像素與該目標像素的四側上的包括目標像素顏色在內的三種顏色相鄰(PTL I)。還提出了一種濾色器陣列的圖像傳感器，其中圖像傳感器包括具有不同光譜靈敏度的多個濾色器，所述多個濾色器中的第一和第二濾色器被按照第一預定周期交替地布置在圖像傳感器的像素網格的一個對角線方向中，并且被以第二預定周期交替地布置在另一對角線方向中(PTL 2)。同時，PTL 3描述了這樣的一種技術利用Bayer陣列中的鑲嵌圖像的目標像素的周圍像素來計算水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向(四個方向)上的相關性，并且根據(jù)計算出的相關性的比值來應用權重以對像素進行內插。還提出了包含一種彩色成像元件的圖像設備，其中在水平和垂直方向上的每三個像素中布置RGB三原色中的R和B，而G布置在R和B之間(PTL 4)。在PTL 4所述的彩色成像元件中，最有助于獲得亮度信號的G像素被布置得遠多于R和B像素，這是由于色差信號的分辨率可以低于亮度信號的分辨率。這可以提高水平和豎直方向上的分辨率。引用列表專利文獻
PTL I :日本專利申請公開 No. 2000-308080 ；PTL 2 :日本專利申請公開 No. 2005-136766 ；PTL 3 :日本專利申請公開 No. 2010-104019 ;PTL 4 :日本專利申請公開No. 8-23543。

發(fā)明內容
{技術問題}PTL I所述的三色隨機陣列對于低頻彩色波紋有效，但對于高頻部分的錯誤顏色并非有效?！?br> 在PTL 2所述的圖像傳感器的濾色器陣列中，R、G和B濾色器周期地布置在濾色器陣列的水平和豎直方向的行中。在從包括了 PTL2所述發(fā)明的濾色器陣列的圖像傳感器輸出的鑲嵌圖像的去馬賽克處理過程中，在目標像素周圍提取出預定圖像尺寸的局部區(qū)域，計算與該局部區(qū)域中目標像素顏色的顏色分布形狀和要被估計的其他顏色的顏色分布形狀有關的統(tǒng)計量，并且基于目標位置處顏色的強度和所述顏色分布形狀的統(tǒng)計量對顏色分布形狀進行線性回歸從而計算出處在目標像素位置處的其他顏色的估計值。與顏色分布形狀有關的統(tǒng)計量(協(xié)方差值)的計算以及回歸計算過程在PTL 2所述發(fā)明中是必要的，因此存在圖像處理復雜的問題。同時，PTL 3描述的像素內插法應用于Bayer陣列中的鑲嵌圖像。然而，G像素在Bayer陣列中沿水平和豎直方向上并不連續(xù)，并且不能以最小像素間隔來計算水平和豎直方向上的相關性。例如，當輸入具有豎直條紋或具有水平條紋的高頻波時相關性會被錯誤地確定，從而存在不能對像素準確地內插的問題。PTL 4描述的彩色成像元件中G像素相對于RB像素的比率大于其在Bayer陣列中的比率，從而水平和豎直方向上的分辨率可以得到提高。然而，從彩色成像元件輸出的RGB信號在PTL 4描述的成像設備中被內插濾波器均一地同步，因此存在容易產生錯誤顏色的問題。鑒于上述情況而做出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種彩色成像設備，其可以通過簡單的圖像處理抑制產生高頻部分的錯誤顏色。{問題的解決方案}為達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明中一個方面的發(fā)明包含單板彩色成像元件，其包括包含布置在水平和豎直方向上的光電轉換元件的多個像素、和布置在所述多個像素上的預定濾色器陣列的多個濾色器，其中濾色器陣列包含與最有助于獲得亮度信號的第一顏色對應的多個第一濾色器和與除第一顏色外的兩個或以上的第二顏色對應的多個第二濾色器，第一和第二濾色器被周期性地布置，并且第一濾色器包含兩個或以上彼此在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上相鄰的部分；圖像獲取單元，其從彩色成像元件獲取對應于濾色器陣列的鑲嵌圖像；方向確定單元，其針對從鑲嵌圖像中提取的去馬賽克處理的目標像素獲取與目標像素附近且在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上彼此相鄰的各第一濾色器對應的像素的像素值，并且基于相鄰像素的像素值確定水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向中的哪一個是亮度的相關方向；去馬賽克處理單元，其計算位于從鑲嵌圖像中提取的去馬賽克處理的目標像素的像素位置處的其他顏色像素值，并且其利用由方向確定單元確定的相關方向上的其他顏色一個或多個像素的一個或多個像素值來計算所述像素值；控制單元，其在把從鑲嵌圖像中提取的去馬賽克處理的目標像素移位一個去馬賽克處理的目標像素單位的去馬賽克處理的目標像素的同時重復地操作方向確定單元和去馬賽克處理單元。彩色成像元件的濾色器陣列包含這樣的部分其中，最有助于獲得亮度信號的兩個或以上的第一濾色器在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向(四個方向)上彼此相鄰。因此，可以基于在這些方向上彼此相鄰的像素的像素值來以最小像素間隔確定四個方向中哪一個是亮度的相關方向。在從鑲嵌圖像中提取的去馬賽克處理的目標像素的像素位置處的其他顏色像素值的計算中，在所確定的相關方向上的其他顏色像素的像素值可以用來準確估計所述其他顏色像素的像素值，并且可以抑制產生高頻部分的錯誤顏色。在根據(jù)本發(fā)明另一個方面的彩色成像設備中，彩色成像元件的預定濾色器陣列包含包括多個第一和第二濾色器的基本陣列圖案，基本陣列圖案重復地布置在水平和豎直方向上，并且在基本陣列圖案的水平和豎直方向的每一行中布置一個或多個第一濾色器和一·個或多個第二濾色器。一個或多個第一濾色器和一個或多個第二濾色器布置在基本陣列圖案的水平和豎直方向的每一行中。因此，可以抑制水平和豎直方向上的彩色波紋(錯誤顏色)的產生從而提高分辨率?；娟嚵袌D案在濾色器陣列中重復地布置在水平和豎直方向上。因此，后續(xù)階段的去馬賽克(內插)處理可按重復圖案執(zhí)行。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明另一方面的彩色成像設備的濾色器陣列中，第一濾色器布置在3X3像素組的中心及四個角處，而3X3像素組重復地布置在水平和豎直方向上。第一濾色器布置在3X 3像素組的四個角處。因此，若3X 3像素組重復地布置在水平和豎直方向上，則濾色器陣列包含與包含第一濾色器的2X2像素對應的方陣列。2 X 2像素的像素值可以用來確定在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向當中具有高相關性的方向。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明另一方面的彩色成像設備的濾色器陣列中，第一濾色器越過3X3像素組中心處的濾色器而被豎直和水平地布置，并且3X3像素組重復地布置在水平和豎直方向。第一濾色器越過3X3像素組中心處的濾色器豎直和水平地布置。因此，若3 X 3像素組重復地布置在水平和豎直方向上，則第一濾色器越過濾色器陣列中3 X 3像素組中心處的濾色器而在水平和豎直方向上(兩個像素)彼此相鄰。與第一濾色器對應的像素(總共8像素)的像素值可以用來確定四個方向中的相關方向。在根據(jù)本發(fā)明另一方面的彩色成像設備中，方向確定單元計算水平、豎直和傾斜(NE，NW)每個方向上的相鄰像素的像素值的差分絕對值，并且將具有這些方向上的差分絕對值當中最小差分絕對值的方向確定為相關方向。在根據(jù)本發(fā)明另一方面的彩色成像設備中，方向確定單元計算水平、豎直和傾斜(NE，NW)每個方向上的相鄰像素的像素值的比值，并且將具有這些方向上的比值當中的最接近于I的比值的方向確定為相關方向?？梢葬槍γ總€方向計算出多個差分絕對值或比值，并且可以針對每個方向計算出該多個差分絕對值的和或平均值、或者比值的平均值。這樣，可以更準確地確定相關方向。在根據(jù)本發(fā)明另一方面的彩色成像設備中，去馬賽克處理單元把由方向確定單元確定的相關方向上的一個其他顏色像素的像素值設定為目標像素的像素位置處的所述其他顏色的像素值，或者將通過對由方向確定單元確定的相關方向上的所述其他顏色的多個像素的像素值進行內插而獲得的一個值設定為目標像素的像素位置處的所述其他顏色的像素值。在根據(jù)本發(fā)明另一方面的彩色成像設備中，若由方向確定單元確定的相關方向上沒有所述其他顏色的像素，則去馬賽克處理單元基于目標像素附近的所述其他顏色的像素的像素位置處的色差或色比來對目標像素的像素值進行內插從而計算出所述其他顏色的像素值。所述其他顏色像素的像素位置處的色差和色比表示該像素位置處的像素的像素值與在相關方向上通過方向確定估計出的所述其他顏色的像素值之間的差值(色差)和比值(色比)。在根據(jù)本發(fā)明另一方面的彩色成像設備中，濾色器包括與紅(R)、綠(G)和藍(R)顏色對應的R濾色器、G濾色器和B濾色器，其中當去馬賽克處理的目標像素為G像素，像素值為G，并且在由方向確定單元確定的相關方向上沒有R和B像素時，若G像素附近的R和B像素的像素值為R和B,并且G像素在這些R和B像素的像素位置處的像素值為Gk和Gb,則去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的R和B像素的像素值Re和Be
Rg=G+ (R-Ge)，以及 Bc=G+ (B-Gb)，其中當去馬賽克處理的目標像素為一個R像素，像素值為R，并且在由方向確定單元確定的相關方向上沒有G和B像素時,若R像素附近的G和B像素的像素值為G和B,并且R像素在這些G和B像素的像素位置處的像素值為Re和Rb，則去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的G和B像素的像素值Gk和Bk Ge=R+ (G-Rg)，以及 Bk=R+ (B-Rb)，并且其中當去馬賽克處理的目標像素為一個B像素，像素值為B，并且在由方向確定單元確定的相關方向上沒有G和R像素時,若B像素附近的G和R像素的像素值為G和R,并且B像素在這些G和R像素的像素位置處的像素值為Be和Βκ，則去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的G和R像素的像素值Gb和Rb Gb=B+ (G-Bg)，以及 Rb=B+ (R-Be)。在根據(jù)本發(fā)明另一方面的彩色成像設備中，濾色器包括與紅(R)、綠(G)和藍(R)顏色對應的R濾色器、G濾色器和B濾色器，其中當去馬賽克處理的目標像素為一個G像素，像素值為G，并且在由方向確定單元確定的相關方向上沒有R和B像素時，若G像素附近的R和B像素的像素值為R和B,并且G像素在這些R和B像素的像素位置處的像素值為Gk和Gb,則去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的R和B像素的像素值Re和Be Rg=GX (R/Ge)，以及 Bg=GX (B/Gb)，其中當去馬賽克處理的目標像素為一個R像素，像素值為R，并且在由方向確定單元確定的相關方向上沒有G和B像素時,若R像素附近的G和B像素的像素值為G和B,并且R像素在這些G和B像素的像素位置處的像素值為Re和Rb，則去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的G和B像素的像素值Gk和Bk Ge=RX (G/Rg),以及Bk=RX (B/Rb)，并且其中當去馬賽克處理的目標像素為一個B像素，像素值為B，并且在由方向確定單元確定的相關方向上沒有G和R像素時,若B像素附近的G和R像素的像素值為G和R,并且B像素在這些G和R像素的像素位置處的像素值為Be和Βκ，則去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的G和R像素的像素值Gb和Rb Gb=B X (G/Bg)，以及 Rb=B X (R/Be)。
在根據(jù)本發(fā)明另一方面的彩色成像設備中，當水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上彼此相鄰的像素的像素值的差值相等時，方向確定單元確定沒有相關方向，并且若方向確定單元確定沒有相關方向，則去馬賽克處理單元利用去馬賽克處理的目標像素的像素位置附近的其他顏色的一個或多個像素的一個或多個像素值來計算該像素位置處的所述其他顏色的像素值。在根據(jù)本發(fā)明另一方面的彩色成像設備中，濾色器包括與紅(R)、綠(G)和藍(R)顏色對應的R濾色器、G濾色器和B濾色器，并且濾色器陣列包括對應于3 X 3像素的第一陣列，第一陣列包含布置在中心及四個角處的G濾色器、越過中心處的G濾色器豎直地布置的B濾色器、和越過中心處的G濾色器水平地布置的R濾色器；以 及對應于3 X 3像素的第二陣列，第二陣列包含布置在中心及四個角處的G濾色器、越過中心處的G濾色器豎直地布置的R濾色器、和越過中心處的G濾色器水平地布置的B濾色器，其中第一和第二陣列交替地布置在水平和豎直方向上。根據(jù)該構造的濾色器陣列，當從第一或第二陣列周圍提取5X5像素(鑲嵌圖像的局部區(qū)域)時，位于在5X5像素的四個角處存在2X2的G像素。2X2的G像素的像素值可以用來確定四個方向中的相關方向。在根據(jù)本發(fā)明另一方面的彩色成像設備中，濾色器包括對應于紅(R)、綠(G)和藍(R)顏色的R濾色器、G濾色器和B濾色器，并且濾色器陣列包括對應于3 X 3像素的第一陣列，第一陣列包含布置在中心的R濾色器、布置在四個角處的B濾色器、和越過中心處的R濾色器水平和豎直地布置的G濾色器；以及對應于3 X 3像素的第二陣列，第二陣列包含布置在中心處的B濾色器、布置在四個角處的R濾色器、和越過中心處的B濾色器水平和豎直地布置的G濾色器，其中第一和第二陣列交替地布置在水平和豎直方向上。根據(jù)該構造的濾色器陣列，當從第一或第二陣列周圍提取5X5像素(鑲嵌圖像的局部區(qū)域)時，在越過5X5像素中心處的像素(R像素或B像素)的水平和豎直方向上存在彼此相鄰的多個G像素。G像素(總共8個像素)的像素值可以用來確定四個方向中的相關方向。{本發(fā)明的有益效果}根據(jù)本發(fā)明，使用了包含濾色器的彩色成像元件，該濾色器包括這樣的部分最有助于獲得亮度信號的兩個或更多第一濾色器在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向(四個方向)上彼此相鄰。彩色成像元件包括第一濾色器以及周期性地布置在水平和豎直方向的行中的第二濾色器，第二濾色器對應于除第一顏色以外的兩個或以上的第二顏色。亮度的相關方向(correlation direction)基于在各方向上彼此相鄰的像素的像素值的差值而確定。因此，最小像素間隔處的像素值可以用來確定相關方向。在計算從鑲嵌圖像提取的去馬賽克處理的目標像素的像素位置處的其他顏色的像素值中，在預定相關方向上的所述其他顏色像素的像素值被用來計算目標像素的像素位置處的所述其他顏色的像素值。因此，可以準確地估計所述其他顏色的像素的像素值，并且可以抑制產生高頻部分的錯誤顏色。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的彩色成像設備的實施例的框圖。圖2是示出布置在第一實施例的彩色成像元件上的濾色器的濾色器陣列的示意圖。圖3是示出第一實施例的彩色成像元件的濾色器陣列中包含的基本陣列圖案的示意圖。圖4是示出其中在第一實施例的彩色成像元件的濾色器陣列中包含的6X6像素的基本陣列圖案被分為3X3像素的A陣列和B陣列的 情況的示意圖。圖5是示出其中在第一實施例的彩色成像元件的濾色器陣列中包含的6X6像素的基本陣列圖案被分為3X3像素的A陣列和B陣列、并且對A陣列和B陣列進行了布置的情況的示意圖。圖6是用來說明亮度相關方向的確定方法和去馬賽克處理中的像素內插方法的示意圖。圖7A是示出入射到彩色成像元件上的傾斜高頻圖像的示意圖。圖7B是用來說明當傾斜高頻圖像入射到彩色成像元件上時相關方向的確定方法的示意圖。圖8是示出適用于本發(fā)明的彩色成像元件的第二實施例的示意圖。圖9是示出適用于本發(fā)明的彩色成像元件的第三實施例的示意圖。圖10是示出適用于本發(fā)明的彩色成像元件的第四實施例的示意圖。圖11是示出適用于本發(fā)明的彩色成像元件的第五實施例的示意圖。圖12是示出適用于本發(fā)明的彩色成像元件的第六實施例的示意圖。圖13是示出適用于本發(fā)明的彩色成像元件的第七實施例的示意圖。圖14是用來說明包含采用Bayer陣列的濾色器的傳統(tǒng)彩色成像元件中存在的問題的示意圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖來詳細描述根據(jù)本發(fā)明的彩色成像設備的優(yōu)選實施例。{彩色成像設備的總體結構}圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的彩色成像設備的實施例的框圖。成像光學系統(tǒng)10對一個對象成像，表示對象圖像的光學圖像被形成在彩色成像元件12 (第一實施例的彩色成像元件)的光接收表面上。彩色成像元件12是一個單板彩色成像單元，其包括多個像素(未示出)，該多個像素包含布置在水平和豎直方向(二維陣列)上的光電轉換元件；和濾色器，其以預定濾色器陣列布置在像素的光接收表面上。光學成像元件12的濾色器陣列的特征在于其包括在水平和豎直方向上周期性地布置成行的所有紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的濾色器；以及其中與最有助于獲得亮度信號的多個G相對應的兩個或更多G濾色器在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上彼此相鄰的部分。彩色成像元件12的細節(jié)稍后進行描述。光電轉換元件將形成在彩色成像元件12上的對象圖像轉換成對應于入射光量的信號電荷。基于驅動單元18根據(jù)控制單元20的指令而提供的驅動脈沖，將積聚在光電轉換元件上的信號電荷從彩色成像元件12中順序地讀出作為對應于信號電荷的電壓信號(圖像信號)。從彩色成像元件12讀出的圖像信號是R、G和B信號，其表示與彩色成像元件12的濾色器陣列相對應的R、G和B的鑲嵌圖像。彩色成像元件12不局限于CCD(電荷耦合器件)彩色成像元件，而可以是其他類型的成像元件，如CMOS (互補金屬氧化物半導體)成像元件。從彩色成像元件12讀出的圖像信號輸入到圖像處理單元14。圖像處理單元14包括相關雙采樣(⑶S)電路，其去除包含在圖像信號中的復位噪聲；AGC (自動增益控制)電路，其放大圖像信號并且把其尺寸控制在某一水平；和A/D轉換器。圖像處理單元14對輸入圖像信號應用相關雙采樣處理并且放大圖像信號，隨后向圖像處理單元16輸出通過將圖像信號轉換成數(shù)字圖像信號而形成的RAW數(shù)據(jù)。圖像處理單元16包含白平衡校正電路、伽瑪校正電路、根據(jù)本發(fā)明的去馬賽克處理電路(根據(jù)與單板彩色成像元件12的濾色器陣列相關聯(lián)的RGB鑲嵌圖像來對像素的所有RGB顏色信息進行計算(轉換到同步系統(tǒng))的處理電路)、亮度/色差信號產生電路、輪廓校正電路、顏色校正電路等等。根據(jù)來自控制單元20的命令，圖像處理單元16對從圖像處理單元14輸入的鑲嵌圖像的RAW數(shù)據(jù)應用所需的信號處理，以產生包含亮度數(shù)據(jù)(Y數(shù)據(jù))和 色差數(shù)據(jù)(Cr，Cb數(shù)據(jù))的圖像數(shù)據(jù)(YUV數(shù)據(jù))。對于靜止圖像，壓縮/擴展處理電路對由圖像處理單元16產生的圖像數(shù)據(jù)應用符合JEPG (聯(lián)合圖像專家組)標準的壓縮處理。對于運動圖像，壓縮/擴展處理電路對圖像數(shù)據(jù)應用符合MPEG2 (運動圖像專家組)標準的壓縮處理。圖像數(shù)據(jù)記錄在記錄媒體(存儲卡)中并輸出和顯示在比如液晶監(jiān)視器之類的顯示裝置(未示出)上。下面將描述圖像處理單元16中的根據(jù)本發(fā)明的去馬賽克處理電路的處理細節(jié)。〈濾色器陣列的特征〉彩色成像元件12的濾色器陣列具有下述特征(I)、(2)和(3)。{特征(I)}圖2是示出布置在彩色成像元件12上的各濾色器的濾色器陣列的示意圖。如圖2所示，彩色成像元件12的濾色器陣列包含由對應于6X6像素的方陣列圖案形成的基本陣列圖案P (由粗框表示的圖案)，并且基本陣列圖案P在水平和豎直方向上重復地布置。因此，濾色器陣列包含按預定周期布置的R、G和B顏色的濾色器(R濾色器、G濾色器和B濾色器)。這樣，R濾色器、G濾色器和B濾色器按預定周期布置。因此，從彩色成像元件12讀出的R、G和B信號的去馬賽克處理等可以根據(jù)重復的圖案(pattern)進行處理。{特征(2)} 在如圖2所示的濾色器陣列中，所有R、G和B顏色的濾色器布置在基本陣列圖案P的水平和豎直方向的行中。因此，如稍后描述的，當在去馬賽克處理中將相關方向確定為水平方向或豎直方向時，在水平方向或豎直方向上的其他顏色像素的像素值可以用于內插。因此，可以抑制彩色波紋(錯誤顏色)的產生。由于可以控制錯誤顏色的產生，所以可以不在從入射平面到光學系統(tǒng)成像平面的光學通路上布置光學低通濾波器。即使應用光學低通濾波器，也可以應用具有較小的削除高頻成分效果從而防止錯誤顏色產生的濾波器，并且可以防止分辨率的損失。圖3示出圖2中所示的基本陣列圖案P被分為4組3 X 3像素的情況。如圖3所示，基本陣列圖案P可以看作包含由實線框包圍的3X3像素的A陣列和由虛線框包圍的3X3像素的B陣列，A陣列和B陣列如圖4所示交替地布置在水平和豎直方向上。A和B陣列每一個均包含作為布置在四個角和中心處的亮度像素的G濾色器，并且各G濾色器布置在兩個對角線上。在A陣列中，越過中心處的G濾色器在水平方向上布置R濾色器并且在豎直方向上布置B濾色器。同時，在B陣列中，越過中心處的G濾色器在水平方向上布置B濾色器并且在豎直方向上布置R濾色器。因此，盡管在A和B陣列中R和B濾色器之間位置關系是相反的，然而其余布置是相同的。{特征(3)}圖2所示的濾色器陣列的基本陣列圖案P包含這樣的部分其中兩個或更多G濾 色器在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上彼此相鄰。濾色器陣列(其包含布置在水平和豎直方向上的各基本陣列圖案P)包含與2X2像素G濾色器的相對應的方陣列。這是因為，如圖3所示，作為亮度像素的各G濾色器布置在A和B陣列中的3X3像素的四個角及中心，并且3X3像素交替地布置在水平和豎直方向上以形成與2X2像素對應的方陣列的G濾色器。2X2像素的G濾色器的像素值可以用來計算水平方向、豎直方向和傾斜方向(NE，NW)中的亮度相關方向(方向確定)。{圖像處理單元16的去馬賽克處理電路}將描述圖像處理單元16的去馬賽克處理電路的處理細節(jié)。如圖5所示，從由彩色成像元件12輸出的鑲嵌圖像中提取出與G濾色器對應的2X2像素的G像素。當按從左上到右下的順序將G像素的像素值定義為Gl、G2、G3和G4時，包含在去馬賽克處理電路中的方向確定電路計算每個方向上的差分絕對值。更具體地說，在豎直方向上的差分絕對值為(|Gl-G3| + |G2_G4|)/2。在水平方向上的差分絕對值為(|Gl-G2| + |G3-G4|)/2。在右上傾斜方向上的差分絕對值為|G2_G3|。在左上傾斜方向上的差分絕對值為|G1-G4|。方向確定電路確定在四個相關絕對值當中具有最小差分絕對值的方向上存在相關性(相關方向)。如圖6所示，當從鑲嵌圖像中提取5X5像素的局部區(qū)域以使得3X3像素的A陣列(見圖3)位于中心時，2X2像素的G像素布置在四個角處。因此，當局部區(qū)域中的A陣列的3X3像素為去馬賽克處理的目標像素時，方向確定電路計算四個角處各方向上相關絕對值的和(或平均值)，并且把具有各方向上相關絕對值的和(或平均值)當中最小值的方向確定為去馬賽克處理的目標像素的亮度的相關方向。當輸入圖7A所示的圖案時(黑色為0，白色為255)，圖7B所示的四個角處的2X2G像素的像素值的豎直方向上的差分絕對值的和為I 0-255 I X 8=2040，并且水平方向上的差分絕對值的和也為I 0-255 I X 8=2040。同時，右上傾斜方向上的差分絕對值的和為I 255-255 I X 2+1 0-0 I X 2=0，并且左上傾斜方向上的差分絕對值的和為
0-0| X 2+1 255-255 I X 2=0。因此，在兩個方向(右上傾斜方向和左上傾斜方向)上具有最小的差分絕對值的和。然而，傾斜最大頻率是按圖7A的圖案輸入的，可以采用任一個傾斜方向。如上所述，由于相關方向由彼此相鄰的2 X 2G像素所確定，因此可以以最小像素間隔來確定相關方向。因此，可以不受高頻波的影響而準確地確定相關方向。在本實施例中，雖然売度變化最小的方向(具有聞相關性的相關方向)是基于相鄰的G像素的像素值的差值所確定的，但方案并不局限于此。亮度變化最小的方向可以基于相鄰的G像素的像素值的比值來確定。當基于相鄰的G像素的像素值的比值來確定亮度變化時，將比值(當計算四個方向上的多個比值時，是這些比值的平均值)最接近于I的方向確定為亮度變化最小的方向。將描述通過圖像處理單元16的去馬賽克處理電路對RGB鑲嵌圖像應用去馬賽克處理的方法。當確定了去馬賽克處理的目標像素的相關方向時，去馬賽克處理電路在計算去馬賽克處理的目標像素的像素位置處的其他顏色的像素值時使用該其他顏色的一個或多個像素在所確定的相關方向上的一個或多個像素值。
如圖4所示，在水平和豎直方向上存在所有顏色的像素(R像素、G像素和B像素)。因此，如果確定在水平或豎直方向上存在相關方向，則獲取水平或豎直方向上與目標像素相鄰的一個其他顏色像素的像素值。所獲取的一個像素的像素值或者通過對多個像素的像素值進行內插而獲得的值被設定為目標像素的像素位置處的該其他顏色的像素值。例如，若確定相關方向是水平方向，則在圖6中將R12或R32的像素值設置為G22像素的像素位置處的R像素值，或對R12和R32的像素值進行內插來確定像素值。類似地，將B02或B42的像素值設置為G22像素的像素位置處的B像素值，或對B02和B42的像素值進行內插來確定像素值。將R12的像素值設置為B02像素的像素位置處的R像素值,或對R12和R32的像
素值進行內插來確定像素值。將G22像素值設置為B02像素的像素位置處的G像素值，或對處在與相鄰B陣列相同的水平位置處的一個G像素的像素值和G22的像素值進行內插來確定像素值。當確定了相關方向是豎直方向時，可以類似地利用豎直方向上的其他顏色的像素值。在第一實施例的彩色成像元件12的濾色器陣列中，在3X3像素A陣列的G像素周圍傾斜方向(對角線方向)上只有G像素。因此，若確定了相關方向是具有連續(xù)G像素的傾斜方向，則基于計算出了 G像素值位置處的相鄰R和B像素的像素值的色差，通過對目標像素的像素值進行內插來計算其他顏色的像素值。如圖6所示，當作為方向確定的結果，確定了左上傾斜方向為相關方向時，在Gll像素的內插方向上沒有R和B像素。因此，在Gll附近的R12和B21像素的像素值R12和B21與這些像素的像素位置處的G的像素值G12’和G21’之間的色差可以用來對Gll的像素值Gll進行內插以計算在Gll像素的像素位置處的R和B的像素值R11’和Β1Γ。具體地，通過下面公式執(zhí)行內插。Rll' = G11+(R12_G12，)· · ·(a)Bir = G11+(B21_G21’)· · ·(b)在表達式(a)和(b)中，G12’=G01且G21' = GlO0因此，像素值G12’和G21，為在左傾斜方向上通過方向確定估計出的R12和B21像素的像素位置處的G像素值。類似地，處在G22像素的像素位置處的R和B像素附近的R12和R32像素的像素位置與B21和B23像素的像素位置之間的色差被用來對G22的像素值G22進行內插以計算G22像素的像素位置處的R和B的像素值R22’和B22’。
具體地，通過下面公式執(zhí)行內插。R22’ =G22+ {(R12+R32) /2- (G12，+G32’) /2} · · · (c)B22’=G22+{(B21+B23)/2-(G21’+G23’)/2}· · · (d)在上述公式中，G32’=G43并且G23’=G34。當3X3像素(A陣列)的所有像素的去馬賽克處理完成后，對相鄰3X3像素(B陣列)的目標像素應用相同的處理(方向確定與去馬賽克處理)，并且在將處理移位3X3像素的同時重復該處理。如上所述，在彩色成像元件12的濾色器陣列中，在作為去馬賽克處理的目標像素的G像素的像素位置處的R和B像素值的計算中，傾斜方向上可以僅存在G像素。取決于濾色器陣列，可以存在這樣一種情況，即去馬賽克處理的目標像素為R像素，而在處于該像素位置處的G和B的像素值的計算中在傾斜方向上不存在G像素和B像素。也可以存在另·一種情況，即去馬賽克處理的目標像素為B像素，而在處于該像素位置處的G和R的像素值的計算中在傾斜方向上不存在G和R像素。即使在這些情況下，也可以通過基于計算了 RGB的像素值的位置處的相鄰像素的像素值之間的的色差對目標像素的像素值進行內插，來如公式(a)至(d)所示那樣計算出其他顏色的像素值。下面是通過基于相鄰像素之間的色差對目標像素的像素值進行內插來計算其他顏色像素值的方法的概述。當去馬賽克處理的目標像素為G像素，像素值為G，并且在由方向確定電路確定的相關方向上沒有R和B像素時,若G像素附近的R和B像素的像素值為R和B,并且G像素在這些像素的像素位置處的像素值為Gk和Gb，則通過下面公式計算目標像素位置處R和B像素的像素值Re和Be。 Rg=G+ (R-Ge)，Bg=G+ (B-Gb) · · · (I)表達式(I)與表達式(a)與(b)相當。類似地，當去馬賽克處理的目標像素為R像素，像素值為R，并且在由方向確定電路確定的相關方向上沒有G和B像素時,若R像素附近的G和B像素的像素值為G和B,并且R像素在這些像素的像素位置處的像素值為Re和Rb，則通過下面公式計算目標像素位置處G和B像素的像素值Gk和Bk。Ge=R+ (G-Rg)，Be=G+ (B-Rb)…(2)當去馬賽克處理的目標像素為B像素，像素值為B，并且在由方向確定電路確定的相關方向上沒有G和R像素時,若B像素附近的G和R像素的像素值為G和R,并且B像素在這些像素的像素位置處的像素值為Be和Βκ，則通過下面公式計算目標像素位置處G和R像素的像素值Gb和Rb。Gb=B+ (G-Bg)，Rb=B+ (R-Be) ... (3)除表達式(I)到(3)外，若在去馬賽克處理的目標像素附近存在顏色與要被內插和計算的顏色相同的多個像素，則該多個像素的平均色差可用于如表達式(C)和(d)所述的內插。在該實施例中，當在針對去馬賽克處理的目標像素所確定的相關方向上沒有其他顏色的像素時，基于其他顏色的相鄰像素之間的色差來對目標像素的像素值進行內插以計算其他顏色的像素值。然而，方案并不局限于此。還可以基于其他顏色的相鄰像素的色比來對目標像素的像素值進行內插以計算其他顏色的像素值。下面將描述通過基于相鄰像素的色比對目標像素的像素值進行內插來計算其他顏色像素值的方法的一個具體例子。當去馬賽克處理的目標像素為G像素，像素值為G，并且在由方向確定電路確定的相關方向上沒有R和B像素時,若G像素附近的R和B像素的像素值為R和B,并且G像素在這些像素的像素位置處的像素值為Gk和Gb，則通過下面公式計算目標像素位置處的R和B像素的像素值Re和Be。 Rg=G X (R/Ge)，Bg=G X (B/Gb)…(4)類似地，當去馬賽克處理的目標像素為R像素，像素值為R，并且在由方向確定電·路確定的相關方向上沒有G和B像素時,若R像素附近的G和B像素的像素值為G和B,并且R像素在這些像素的像素位置處的像素值為Re和Rb，則通過下面公式計算目標像素位置處的G和B像素的像素值Gk和Bk。Ge=RX (G/Rg)，Be=RX (B/Rb) ... (5)當去馬賽克處理的目標像素為B像素，像素值為B，并且在由方向確定電路確定的相關方向上沒有G和R像素時,若B像素附近的G和R像素的像素值為G和R,并且B像素在這些像素的像素位置處的像素值為Be和Βκ，則通過下面公式計算目標像素位置處G和R像素的像素值Gb和Rb。Gb=B X (G/Bg)，Rb=B X (R/Be)…(6)本發(fā)明基于包含周期地布置在水平和豎直方向的行中的R、G和B像素的彩色成像元件。然而，當使用還包含周期地布置在傾斜(NE，NW)方向上的R、G和B像素的彩色成像元件時，不必按公式(I)至(6)等對其他顏色的像素值進行內插或計算。當水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上彼此相鄰的G像素的像素值的差分絕對值彼此相等時(當差分絕對值在所有方向上為O或大體上為O時)，方向確定電路確定不存在相關方向。在該情況下，該像素位置附近的其他顏色像素的像素值被用于去馬賽克處理的目標像素的像素位置處的其他顏色的像素值。{彩色成像元件的第二實施例}圖8是示出適用于本發(fā)明的彩色成像元件第二實施例的示意圖。圖8詳細地示出了布置在彩色成像元件上的濾色器中的濾色器陣列。如圖8所示，彩色成像元件的濾色器陣列包含由與6X6像素對應的方陣列圖案形成的基本陣列圖案，并且基本陣列圖案重復地布置在水平和豎直方向上。因此，該濾色器陣列包含以預定周期布置的R、G和B顏色的濾色器(R濾色器、G濾色器和B濾色器)。圖8所示的濾色器陣列包含布置在基本陣列圖案的水平和豎直方向的行中的所有R、G和B顏色的濾色器。如圖8所示，若基本陣列圖案被分為四組3 X 3像素，則基本陣列圖案也可以理解為這樣的一種濾色器陣列，其包含由實線框包圍的3X3像素的A陣列和由虛線框包圍的3X3像素的B陣列，A和B陣列交替布置在水平和豎直方向上。在A陣列中，R濾色器布置在3X3像素的中心，B濾色器布置在四個角，并且G濾色器越過中心處的R濾色器水平和豎直地布置。同時，在B陣列中，B濾色器布置在3X3像素的中心，R濾色器布置在四個角，并且G濾色器越過中心處的B濾色器水平和豎直地布置。因此，雖然在A和B陣列中R和B濾色器之間的位置關系是相反的，但其余布置是相同的。圖8所示的濾色器陣列包含兩個G濾色器在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上彼此相鄰的部分。作為亮度像素的G濾色器越過A或B陣列中3X3像素組中心的濾色器豎直和水平地布置。因此，若3 X 3像素組重復地布置在水平和豎直方向上，則兩個像素越過3 X 3像素組中心的濾色器在水平和豎直方向上彼此相鄰地布置。
根據(jù)濾色器陣列，與作為亮度像素的G濾色器對應的像素(總共8個像素)的像素值允許基于最小像素間隔處的像素值來確定水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上的亮度相關性。當對應于A陣列的3X3像素作為去馬賽克處理的目標像素時，越過中心處的R像素在水平和豎直方向上存在連續(xù)的G像素(G像素布置成十字型)?？梢曰谒胶痛怪狈较蛏系倪B續(xù)G像素的像素值計算水平和豎直方向上的亮度相關性，并且可以根據(jù)與R像素相鄰的水平和豎直的四個G像素計算出傾斜(NE，NW)方向上的亮度相關性。第二實施例的彩色成像元件的濾色器陣列具有與第一實施例的彩色成像元件12的濾色器陣列的特征(I)、(2)和(3)相同的特征。可以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方向確定與像素內插。在第二實施例的彩色成像元件的濾色器陣列中，例如，若位于A陣列中心的R像素或位于B陣列中心的B像素為去馬賽克處理的目標像素，并且確定了傾斜方向是相關方向，則傾斜方向中不存在G像素。在這種情況下，可以基于表達式(2)和(3)或表達式(5)和
(6)計算出G的像素值。{彩色成像元件的第三實施例}圖9是示出適用于本發(fā)明的彩色成像元件的第三實施例的示意圖。圖9詳細地示出了布置在彩色成像元件上的濾色器的濾色器陣列。如圖9所示，彩色成像元件的濾色器陣列包含由與5X5像素對應的方陣列圖案形成的基本陣列圖案(粗框表示的圖案)?；娟嚵袌D案重復地布置在水平和豎直方向上。因此，該濾色器陣列包含以預定周期布置的R、G和B顏色的濾色器(R濾色器、G濾色器和B濾色器)。圖9所示的濾色器陣列包含布置在基本陣列圖案的水平和豎直方向的行中的所有R、G和B顏色的濾色器。在基本陣列圖案中，兩個或更多的連續(xù)的G濾色器(G像素)布置在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上。連續(xù)G像素的像素值允許以最小像素間隔確定水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上的亮度相關性。第三實施例的彩色成像元件的濾色器陣列具有與第一實施例的彩色成像元件12的濾色器陣列的特征(I)、(2)和(3)相同的特征。可以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方向確定與像素內插。{彩色成像元件的第四實施例}圖10是示出適用于本發(fā)明的彩色成像元件的第四實施例的示意圖。圖10詳細地示出了布置在彩色成像元件上的濾色器的濾色器陣列。如圖10所示，彩色成像元件的濾色器陣列包含由與7X7像素對應的方陣列形成的基本陣列圖案(粗框表示的圖案)，并且基本陣列圖案重復地布置在水平和豎直方向上。因此，該濾色器陣列包含以預定周期布置的R、G和B顏色的濾色器(R濾色器、G濾色器和B濾色器)。在圖10所示的濾色器陣列中，在基本陣列圖案的水平和豎直方向的行中布置了所有R、G和B顏色的濾色器。在基本陣列圖案中，連續(xù)的G濾色器(G像素)布置在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上。更具體地，在基本陣列圖案中存在四組豎直和水平地連續(xù)的2X2的G像素。連續(xù)G像素的像素值允許以最小像素間隔確定水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上的売度相關性。 第四實施例的彩色成像元件的濾色器陣列具有與第一實施例的彩色成像元件12的濾色器陣列的特征(I)、(2)和(3)相同的特征?？梢詧?zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方向確定與像素內插。{彩色成像元件的第五實施例}圖11是示出適用于本發(fā)明的彩色成像元件的第五實施例的示意圖。圖11詳細地示出了布置在彩色成像元件上的濾色器的濾色器陣列。如圖11所示，彩色成像元件的濾色器陣列包含由對應于8X8像素的方陣列形成的基本陣列圖案(粗框表示的圖案)，并且基本陣列圖案重復地布置在水平和豎直方向上。因此，濾色器陣列包含以預定周期布置的R、G和B顏色的濾色器(R濾色器、G濾色器和B濾色器)。圖11所示的濾色器陣列包含布置在基本陣列圖案的水平和豎直方向的行中的所有R、G和B顏色的濾色器。在基本陣列圖案中，連續(xù)的G濾色器(G像素)布置在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上。更具體地，在基本陣列圖案中存在包括多個豎直和水平地連續(xù)的2 X 2像素的G像素。連續(xù)G像素的像素值允許以最小像素間隔確定水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上的売度相關性。第五實施例的彩色成像元件的濾色器陣列具有與第一實施例的彩色成像元件12的濾色器陣列的特征(I)、(2)和(3)相同的特征。可以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方向確定與像素內插。{彩色成像元件的第六和第七實施例}圖12和13是分別示出適用于本發(fā)明的彩色成像元件的第六和第七實施例的示意圖。圖12和13詳細地示出了布置在彩色成像元件上的濾色器的濾色器陣列。圖12所示的第六實施例的彩色成像元件的濾色器陣列包含布置在水平和豎直方向上的如圖3所示第一實施例的3X3像素A陣列。同時，圖13所示的第七實施例的彩色成像元件的濾色器陣列包含布置在水平和豎直方向上的如圖3所示第一實施例的3X3像素B陣列。在第六和第七實施例的彩色成像元件的濾色器陣列中基本陣列圖案較小(3X3像素)，并且具有便于對R、G和B信號進行去馬賽克處理的有益效果。
同時，在基本陣列圖案中的水平和豎直方向的行中沒有布置所有R、G和B顏色的濾色器，并且這些陣列不具有第一實施例的彩色成像元件12的濾色器陣列的特征(2)。然而，這些陣列具有與特征(I)和(3)相同的特征，并且可以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方向確定與像素內插。
{其他}雖然已在實施例中描述的彩色成像設備包含具有RGB三原色濾色器的彩色成像元件，但本發(fā)明并非局限于此。本發(fā)明也可以應用于這樣一種彩色成像設備，其包含的彩色成像元件具有包括RGB三原色和另一種顏色(如翠綠色(E))在內的四種顏色的濾色器。本發(fā)明還可以應用于這樣一種彩色成像設備，其包含的彩色成像元件具有四個互補色的濾色器，包括G以及三原色RGB的互補色C (青色)、M (品紅)和Y (黃色)。顯然本發(fā)明并非局限于這些實施例，并且在不背離本發(fā)明精神范圍的情況下可以做許多修改。{參考標記列表}10 :成像光學系統(tǒng)12 :彩色成像元件14:圖像處理單元16:圖像處理單元18 :驅動單元20 :控制單元
權利要求
1.一種彩色成像設備包括 單板彩色成像元件，其包括包含布置在水平和豎直方向上的光電轉換元件的多個像素；和按預定的濾色器陣列布置在所述多個像素上的多個濾色器，其中所述濾色器陣列包含與最有助于獲得亮度信號的第一顏色相對應的第一濾色器和與除第一顏色外的兩個或更多的第二顏色相對應的第二濾色器，所述第一濾色器和所述第二濾色器被周期地布置，并且所述第一濾色器包含兩個或更多的在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上彼此相鄰的部分； 圖像獲取單元，其從所述彩色成像元件獲取對應于所述濾色器陣列的鑲嵌圖像； 方向確定單元，其針對從所述鑲嵌圖像中提取的去馬賽克處理的目標像素獲取與所述目標像素附近的第一濾色器相對應并且在水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上彼此相鄰的各像素的像素值，并且基于相鄰像素的像素值確定水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向中哪一個是売度的相關方向； 去馬賽克處理單元，其計算位于從所述鑲嵌圖像中提取的去馬賽克處理的目標像素的像素位置處的其他顏色的像素值，并且其利用由所述方向確定單元確定的相關方向上的一個其他顏色像素的像素值來計算所述其他顏色的像素值； 控制單元，其在把從所述鑲嵌圖像中提取的去馬賽克處理的目標像素移位去馬賽克處理的一個目標像素單位的同時重復操作所述方向確定單元和所述去馬賽克處理單元。
2.根據(jù)權利要求I的彩色成像設備，其中 所述濾色器陣列包含包括所述第一濾色器和所述第二濾色器的基本陣列圖案，所述基本陣列圖案重復地布置在水平和豎直方向上，并且 一個或多個第一濾色器和一個或多個第二濾色器布置在所述基本陣列圖案的水平和豎直方向的每一行中。
3.根據(jù)權利要求I的彩色成像設備，其中 在所述濾色器陣列中，所述第一濾色器布置在3X3像素組的中心及四個角處，并且所述3 X 3像素組重復地布置在水平和豎直方向上。
4.根據(jù)權利要求I的彩色成像設備，其中 在所述濾色器陣列中，所述第一濾色器越過所述3X3像素組的中心處的濾色器而水平和豎直地布置，并且所述3 X 3像素組重復地布置在水平和豎直方向上。
5.根據(jù)權利要求I至4中任意一項的彩色成像設備，其中 所述方向確定單元計算水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向中每個方向上的各相鄰像素的像素值的差分絕對值，并且把具有這些方向上的差分絕對值當中最小差分絕對值的方向確定為相關方向。
6.根據(jù)權利要求I至4中任意一項的彩色成像設備，其中 所述方向確定單元計算水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向中每個方向上的各相鄰像素的像素值的比值，并且把具有這些方向上的比值當中最接近于I的比值的方向確定為相關方向。
7.根據(jù)權利要求I至6中任意一項的彩色成像設備，其中 去馬賽克處理單兀把由所述方向確定單兀確定的相關方向上的一個其他顏色像素的像素值設定為所述目標像素的像素位置處的其他顏色的像素值，或把通過對由所述方向確定單元確定的相關方向上的多個其他顏色像素的像素值進行內插而獲得的值設定為所述目標像素的像素位置處的其他顏色的像素值。
8.根據(jù)權利要求I至7中任意一項的彩色成像設備，其中 若由所述方向確定單元確定的相關方向上沒有其他顏色的像素，則所述去馬賽克處理單元基于所述目標像素附近的其他顏色的像素的像素位置處的色差或色比來對所述目標像素的像素值進行內插，從而計算出其他顏色的像素值。
9.根據(jù)權利要求8的彩色成像設備，其中 所述濾色器包含與紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)相對應的R濾色器、G濾色器和B濾色器，其中 當去馬賽克處理的目標像素為一個G像素，像素值為G，并且在由所述方向確定單元確定的相關方向上沒有R和B像素時,若G像素附近的R和B像素的像素值為R和B,并且G像素在這些R和B像素的像素位置處的像素值為Gk和Gb，則所述去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的R和B像素的像素值Re和Be Rg=G+ (R-Ge)，以及 Bg=G+ (B-Gb)，其中， 當去馬賽克處理的目標像素為一個R像素，像素值為R，并且在由所述方向確定單元確定的相關方向上沒有G和B像素時,若R像素附近的G和B像素的像素值為G和B,并且R像素在這些G和B像素的像素位置處的像素值為Re和Rb，則所述去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的G和B像素的像素值Gk和Bk Ge=R+ (G-Rg)，以及 Bk=R+ (B-Rb)，并且其中， 當去馬賽克處理的目標像素為一個B像素，像素值為B，并且在由所述方向確定單元確定的相關方向上沒有G和R像素時,若B像素附近的G和R像素的像素值為G和R,并且B像素在這些G和R像素的像素位置處的像素值為Be和Βκ，則所述去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的G和R像素的像素值Gb和Rb Gb=B+(G-Bg)，以及 Rb=B+(R-Bk)。
10.根據(jù)權利要求8的彩色成像設備，其中 濾色器包括與紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)相對應的R濾色器、G濾色器和B濾色器，其中 當去馬賽克處理的目標像素為一個G像素，像素值為G，并且在由所述方向確定單元確定的相關方向上沒有R和B像素時,若G像素附近的R和B像素的像素值為R和B,并且G像素在這些R和B像素的像素位置處的像素值為Gk和Gb，則所述去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的R和B像素的像素值Re和Be Rg=GX (R/Ge)，以及 Bc=GX (B/Gb)，其中， 當去馬賽克處理的目標像素為一個R像素，像素值為R，并且在由所述方向確定單元確定的相關方向上沒有G和B像素時,若R像素附近的G和B像素的像素值為G和B,并且R像素在這些G和B像素的像素位置處的像素值為Re和Rb，則所述去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的G和B像素的像素值Gk和Bk Ge=RX (G/Rg)，以及 Bk=RX (B/Rb)，并且其中， 當去馬賽克處理的目標像素為一個B像素，像素值為B，并且在由所述方向確定單元確定的相關方向上沒有G和R像素時,若B像素附近的G和R像素的像素值為G和R,并且B像素在這些G和R像素的像素位置處的像素值為Be和Βκ，則所述去馬賽克處理單元通過下面公式計算目標像素位置處的G和R像素的像素值Gb和Rb Gb=BX (G/Bg)，以及 Rb=BX (R/Be)。
11.根據(jù)權利要求I至10中任意一項的彩色成像設備，其中 當水平、豎直和傾斜(NE，NW)方向上彼此相鄰的各像素的像素值的差值相等時，所述方向確定單元確定沒有相關方向，且 若所述方向確定單元確定沒有相關方向，則所述去馬賽克處理單元利用去馬賽克處理的目標像素的像素位置附近的一個其他顏色像素的像素值來計算該像素位置處的其他顏色的像素值。
12.根據(jù)權利要求I至11中任意一項的彩色成像設備，其中 所述濾色器包括與色紅(R)、綠色(G)和藍色(B)相對應的R濾色器、G濾色器和B濾色器，并且 所述濾色器陣列包括對應于3X3像素的第一陣列，所述第一陣列包含布置在中心及四個角處的G濾色器、越過中心處的G濾色器而被豎直地布置的B濾色器、以及越過中心處的G濾色器而被水平地布置的R濾色器；對應于3X3像素的第二陣列，所述第二陣列包含布置在中心及四個角處的G濾色器、越過中心處的G濾色器而被豎直地布置的R濾色器、以及越過中心處的G濾色器而被水平地布置的B濾色器，其中所述第一陣列和所述第二陣列交替地布置在水平和豎直方向上。
13.根據(jù)權利要求I至11中任意一項的彩色成像設備，其中 所述濾色器包括與紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)相對應的R濾色器、G濾色器和B濾色器，并且 所述濾色器陣列包括對應于3X3像素的第一陣列，所述第一陣列包含布置在中心處的R濾色器、布置在四個角處的B濾色器、以及越過中心處的R濾色器而被水平和豎直地布置的G濾色器；對應于3 X 3像素的第二陣列，所述第二陣列包含布置在中心處的B濾色器、布置在四個角處的R濾色器、以及越過中心處的B濾色器而被水平和豎直地布置的G濾色器，其中所述第一陣列和所述第二陣列交替地布置在水平和豎直方向上。
全文摘要
使用了一種具有濾色器陣列的彩色成像元件，該濾色器陣列包含周期布置的對應于RGB顏色的RGB濾色器并且包含其中最有助于獲得亮度信號的兩個或更多的G濾色器在水平、豎直和傾斜(NE，NW)四個方向上彼此相鄰的部分?；谠谶@些方向上彼此相鄰的G像素的像素值，以最小像素間隔確定四個方向中哪一個是亮度的相關方向。在確定的相關方向上的其他顏色像素的像素值被用來計算從鑲嵌圖像提取的去馬賽克處理的目標像素的像素位置處的其他顏色的像素值。這樣，準確地估計了其他顏色像素的像素值。
文檔編號H04N9/07GK102959958SQ20118002214
公開日2013年3月6日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權日2011年2月28日
發(fā)明者田中誠二 申請人:富士膠片株式會社