Элемент формирования цветных изображений



Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений
Элемент формирования цветных изображений

 


Владельцы патента RU 2548567:

ФУДЖИФИЛМ КОРПОРЭЙШН (JP)

Изобретение относится к элементу формирования цветных изображений. Техническим результатом является предоставление элемента формирования цветных изображений, который может подавлять формирование ложного цвета высокочастотной секции посредством простой обработки изображений. Результат достигается тем, что элемент формирования цветных изображений в форме одной пластины, включает в себя цветные светофильтры в предварительно определенной матрице цветных светофильтров, размещенных на множестве пикселов, сформированных посредством элементов фотоэлектрического преобразования, размещенных в горизонтальном и вертикальном направлениях. Матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений включает в себя предварительно определенный базовый матричный шаблон P, включающий в себя фильтры всех R-, G- и B-цветов, размещенные во всех линиях в горизонтальном и вертикальном направлениях, и базовый матричный шаблон P повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. В частности, G-фильтры выполнены с возможностью включать в себя секции, в которых два или более G-фильтров являются смежными друг с другом в каждом направлении (четырех направлениях) из горизонтального, вертикального и наклонного (NE, NW) направлений в базовом матричном шаблоне, и пикселные значения G-пикселов, соответствующих смежным G-фильтрам, дают возможность определения корреляции яркости в четырех направлениях с минимальными пиксельными интервалами. 3 з.п. ф-лы, 15 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к элементу формирования цветных изображений и, в частности, к элементу формирования цветных изображений, который может подавлять формирование цветного муара.

Предшествующий уровень техники

В устройстве формирования цветных изображений, включающем в себя элемент формирования цветных изображений в форме одной пластины, выходное изображение из элемента формирования цветных изображений является необработанным изображением (мозаичным изображением). Следовательно, многоканальное изображение получается посредством процесса интерполяции пиксела отсутствующего цвета из окружающего пиксела (обработка по демозаике). В этом случае существует проблема в характеристиках воспроизведения высокочастотного сигнала изображения.

Матрица Байера на базе основных цветов в качестве цветовой матрицы, наиболее широко используемой в элементе формирования цветных изображений в форме одной пластины, включает в себя зеленые (G) пикселы, размещенные в проверочном шаблоне, и красные (R) и синие (B), размещенные последовательно по линиям. Следовательно, существует проблема низкочастотного окрашивания (цветного муара), обусловленного свертыванием высокочастотных сигналов, превышающих полосы частот воспроизведения цветов, вызываемого посредством отклонения фаз цветов.

Шаблон с черно-белыми вертикальными полосами (высокочастотное изображение), как показано на фиг. 14(A), вводит элемент формирования изображений в матрицу Байера, показанную на фиг. 14(B), и шаблон сортируется в цветовые матрицы Байера, чтобы сравнивать цвета. Как показано на фиг. 14(C)-14(E), R формирует светлое и плоское цветное изображение, B формирует темное и плоское цветное изображение, и G формирует светлое и темное мозаичное цветное изображение. Хотя отсутствует разность плотности (разность уровней) между RGB относительно исходного черно-белого изображения, изображение окрашивается в зависимости от цветовой матрицы и входной частоты.

Аналогично, черно-белое наклонное высокочастотное изображение, как показано на фиг. 15(A), вводит элемент формирования изображений в матрицу Байера, показанную на фиг. 15(B), и изображение сортируется в цветовые матрицы Байера, чтобы сравнивать цвета. Как показано на фиг. 15(C)-15(E), R и B формируют светлые и плоские цветные изображения, в то время как G формирует темное и плоское цветное изображение. При условии, что значение черного цвета составляет 0, а значение белого цвета составляет 255, черно-белое наклонное высокочастотное изображение становится зеленым, поскольку только G составляет 255. Таким образом, наклонное высокочастотное изображение не может быть корректно воспроизведено в матрице Байера.

В устройстве формирования цветных изображений с использованием элемента формирования цветных изображений в форме одной пластины оптический фильтр нижних частот, сформированный посредством анизотропного вещества, к примеру, кристалла, в общем, размещается на передней стороне элемента формирования цветных изображений, чтобы предотвращать оптическое уменьшение высокочастотной волны. Тем не менее, хотя окрашивание, обусловленное посредством свертывания высокочастотного сигнала, может быть уменьшено в способе, имеется проблема в том, что разрешение уменьшается соответствующим образом.

Чтобы разрешать проблему, предлагается элемент формирования цветных изображений, в котором матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений является трехцветной случайной матрицей, удовлетворяющей ограничениям в матрице, в которой произвольный целевой пиксел является смежным с тремя цветами, включающими в себя цвет целевого пиксела на четырех сторонах целевого пиксела (PTL 1).

Также предлагается датчик изображений матрицы цветных светофильтров, при этом датчик изображений включает в себя множество фильтров с различной спектральной чувствительностью, и первый и второй фильтры из множества фильтров попеременно размещаются в первом предварительно определенном периоде в одном из диагональных направлений пиксельной сетки датчика изображений и попеременно размещаются во втором предварительно определенном периоде в другом диагональном направлении (PTL 2).

Между тем, PTL 3 описывает технологию использования окружающих пикселов целевого пиксела мозаичного изображения в матрице Байера, чтобы вычислять корреляции в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях (четырех направлениях), и весовые коэффициенты применяются согласно отношениям вычисленных корреляций, чтобы интерполировать пикселы.

Также предлагается элемент формирования цветных изображений, в котором R и B из трех основных цветов RGB размещаются каждые три пиксела в горизонтальном и вертикальном направлениях, и G размещается между R и B (PTL 4).

Матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений включает в себя базовый матричный шаблон, соответствующий 4x4 пикселов, и базовый матричный шаблон повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Числа RGB-пикселов в базовом матричном шаблоне составляют два пиксела, двенадцать пикселов и два пиксела, соответственно. Следовательно, отношение чисел RGB-пикселов составляет 1:6:1, и размещается значительно больше G-пикселов, чем R- и B-пикселов.

Список библиографических ссылок

Патентные документы

PTL 1. Выложенная заявка на патент (Япония) номер 2000-308080

PTL 2. Выложенная заявка на патент (Япония) номер 2005-136766

PTL 3. Выложенная заявка на патент (Япония) номер 2010-104019

PTL 4. Выложенная заявка на патент (Япония) номер 8-23543

Сущность изобретения

Техническая задача

Трехцветная произвольная матрица, описанная в PTL 1, является эффективной для низкочастотного цветного муара, но не является эффективной для ложного цвета высокочастотной секции.

В матрице цветных светофильтров датчика изображений, описанной в PTL 2, R-, G- и B-фильтры периодически размещаются в линиях в горизонтальном и вертикальном направлениях матрицы цветных светофильтров. При обработке по демозаике мозаичного изображения, выводимого из датчика изображений, включающего в себя матрицу цветных светофильтров, в изобретении, описанном в PTL 2, локальная область в предварительно определенном формате изображения извлекается вокруг целевого пиксела, вычисляется статистика, связанная с формой распределения цветов цвета целевого пиксела в локальной области и формой распределения цветов другого цвета, которые должны быть оценены, и формы распределения цветов линейно регрессируют на основе интенсивности цветов в позиции целевого пиксела и на основе статистики форм распределения цветов, чтобы тем самым вычислять значение оценки другого цвета в позиции целевого пиксела. Вычисление статистики (значений ковариации), связанной с формами распределения цветов, и процесс вычисления регрессии являются необходимыми в изобретении, описанном в PTL 2, и имеется проблема в том, что обработка изображений усложняется.

Между тем, способ пиксельной интерполяции, описанный в PTL 3, применяется к мозаичному изображению в матрице Байера. Тем не менее, G-пикселы не являются последовательными в горизонтальном и вертикальном направлениях в матрице Байера, и корреляции в горизонтальном и вертикальном направлениях не могут быть вычислены с минимальными пиксельными интервалами. Например, корреляции ложно определяются, когда вводится высокочастотная волна с вертикальными полосами или горизонтальными полосами одного пиксельного периода, и имеется проблема в том, что пикселы не могут быть точно интерполированы.

В элементе формирования цветных изображений, описанном в PTL 3, доля числа G-пикселов превышает доли чисел R- и B-пикселов, и существуют секции, в которых два или более G-пикселов идут в горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях. Может быть определено направление с незначительным изменением в яркости (направление с высокой корреляцией), и может быть увеличено разрешение. Тем не менее, существуют линии только с G-пикселами в горизонтальном или вертикальном направлении, и элемент формирования цветных изображений не является эффективным для ложного цвета высокочастотной секции в горизонтальном или вертикальном направлении.

Настоящее изобретение осуществлено в связи с вышеизложенным, и цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставлять элемент формирования цветных изображений, который может подавлять формирование ложного цвета высокочастотной секции посредством простой обработки изображений.

Решение задачи

Для достижения целей изобретение согласно аспекту настоящего изобретения предоставляет элемент формирования цветных изображений в форме одной пластины, включающий в себя цветные светофильтры в предварительно определенной матрице цветных светофильтров, размещенные на множестве пикселов, сформированных посредством элементов фотоэлектрического преобразования, размещенных в горизонтальном и вертикальном направлениях, при этом матрица цветных светофильтров включает в себя предварительно определенный базовый матричный шаблон, включающий в себя первые фильтры, соответствующие первому цвету, который в наибольшей степени способствует получению сигналов яркости, и вторые фильтры, соответствующие двум или более вторых цветов, отличных от первого цвета, причем базовый матричный шаблон повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях, один или более первых фильтров и один или более вторых фильтров размещаются в каждой линии в горизонтальном и вертикальном направлениях матрицы цветных светофильтров в базовом матричном шаблоне, и первые фильтры выполнены с возможностью дополнительно включать в себя секции, в которых два или более первых фильтров являются смежными друг с другом в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях в базовом матричном шаблоне.

Согласно элементу формирования цветных изображений аспекта настоящего изобретения, первые фильтры, соответствующие первому цвету, который в наибольшей степени способствует получению сигналов яркости, выполнены с возможностью включать в себя секции, в которых два или более первых фильтров являются смежными друг с другом в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях в базовом матричном шаблоне. Следовательно, то, какое из четырех направлений является направлением корреляции яркости, может быть определено с минимальными пиксельными интервалами на основе пиксельных значений для пикселов первого цвета, смежных друг с другом в каждом направлении. Как результат, при вычислении пиксельных значений других цветов в пиксельных позициях целевых пикселов обработки по демозаике, извлеченной из мозаичного изображения, выводимого из элемента формирования цветных изображений, пиксельные значения для пикселов других цветов в направлении корреляции могут быть использованы согласно направлению корреляции яркости, определенной на основе пиксельных значений в минимальных пиксельных интервалах. Таким образом, пиксельные значения для пикселов других цветов могут быть точно оценены, и может подавляться формирование ложного цвета в высокочастотной секции. Способ, описанный в PTL 3, или различные другие способы могут применяться для способа обработки оценки пиксельных значений других цветов на основе результата определения направления корреляции.

Один или более первых фильтров и один или более вторых фильтров размещаются в каждой линии в горизонтальном и вертикальном направлениях базового матричного шаблона. Следовательно, может подавляться формирование цветного муара (ложного цвета), и может быть увеличено разрешение. В матрице цветных светофильтров предварительно определенный базовый матричный шаблон повторяется в горизонтальном и вертикальном направлениях. Следовательно, обработка по демозаике (интерполяции) на последующей стадии может быть выполнена согласно повторяющемуся шаблону.

Предпочтительно, в элементе формирования цветных изображений согласно другому аспекту настоящего изобретения, матрица цветных светофильтров включает в себя два или более первых фильтров, последовательно размещенных в горизонтальном и вертикальном направлениях рядом с фильтром одного из цветов вторых фильтров. То, какое из четырех направлений является направлением корреляции яркости, может быть определено с минимальными пиксельными интервалами на основе пиксельных значений для пикселов, соответствующих двум или более последовательным первым фильтрам.

В элементе формирования цветных изображений согласно другому аспекту настоящего изобретения матрица цветных светофильтров включает в себя квадратную матрицу, соответствующую 2Ч2 пикселов, сформированных посредством первых фильтров. То, какое из четырех направлений является направлением корреляции яркости, может быть определено с минимальными пиксельными интервалами на основе пиксельных значений между четырьмя пикселами квадратной матрицы, соответствующей 2Ч2 пикселов.

Предпочтительно, в элементе формирования цветных изображений согласно другому аспекту настоящего изобретения, матрица цветных светофильтров в предварительно определенном базовом матричном шаблоне является точечно-симметричной относительно центра базового матричного шаблона. Как результат, может быть уменьшен размер схемы для схемы обработки на последующей стадии.

Предпочтительно, в элементе формирования цветных изображений согласно другому аспекту настоящего изобретения, предварительно определенный базовый матричный шаблон является квадратным матричным шаблоном, соответствующим N×N (N: целое число, равное 4 или больше и 8 или меньше) пикселов. Когда N меньше 4, условия матрицы цветных светофильтров согласно настоящему изобретению не удовлетворяются. Когда N превышает 8, обработка сигналов, такая как демозаика, становится сложной, тогда как конкретные преимущества не могут достигаться посредством увеличения размера базового матричного шаблона.

Предпочтительно, в элементе формирования цветных изображений согласно другому аспекту настоящего изобретения, предварительно определенный базовый матричный шаблон является квадратным матричным шаблоном, соответствующим 6Ч6 пикселов.

Как описано выше, предпочтительно, чтобы предварительно определенный базовый матричный шаблон был квадратным матричным шаблоном, соответствующим N×N пикселов, и чтобы N были целым числом, равным 4 или больше и 8 или меньше. Для N четное число является более преимущественным при обработке по демозаике, чем нечетное число. Когда N равняется 4, базовый матричный шаблон не включает в себя секцию, в которой первые фильтры идут для двух или более пикселов в каждой линии в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях, что является невыгодным при определении направления с незначительным изменением в яркости. Когда N равняется 8, обработка сигналов является более трудоемкой по сравнению с обработкой, когда N равняется 6. Следовательно, наиболее предпочтительно, чтобы N составляло 6 в базовом матричном шаблоне, т.е. квадратном матричном шаблоне, соответствующем 6x6 пикселов.

Предпочтительно, в матрице цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений согласно другому аспекту настоящего изобретения, первые фильтры вертикально и горизонтально размещаются рядом с фильтром в центре группы 3Ч3 пикселов, и группа 3Ч3 пикселов повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Первые фильтры вертикально и горизонтально размещаются рядом с фильтром в центре группы 3Ч3 пикселов. Следовательно, если группа 3Ч3 пикселов повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях, первые фильтры являются смежными друг с другом (в двух пикселах) в горизонтальном и вертикальном направлениях рядом с фильтром в центре группы 3Ч3 пикселов в матрице цветных светофильтров. Пиксельные значения для пикселов (всего восемь пикселов), соответствующих первым фильтрам, могут быть использованы для того, чтобы определять направление корреляции из четырех направлений.

Предпочтительно, в матрице цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений согласно другому аспекту настоящего изобретения, первые фильтры размещаются в центре и в четырех углах группы 3Ч3 пикселов, и группа 3Ч3 пикселов повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Первые фильтры размещаются в четырех углах группы 3Ч3 пикселов. Следовательно, если группа 3Ч3 пикселов повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях, матрица цветных светофильтров включает в себя квадратные матрицы, соответствующие 2Ч2 пикселов, включающим в себя первые фильтры. Пиксельные значения 2Ч2 пикселов могут быть использованы для того, чтобы определять направление с высокой корреляцией из горизонтального, вертикального и наклонного (NE, NW) направлений.

В элементе формирования цветных изображений согласно другому аспекту настоящего изобретения первый цвет является зеленым (G), а вторые цвета являются красным (R) и синим (B).

В элементе формирования цветных изображений согласно другому аспекту настоящего изобретения цветные светофильтры включают в себя R-фильтры, G-фильтры и B-фильтры, соответствующие красным (R), зеленым (G) и синим (B) цветам, и матрица цветных светофильтров включает в себя: первую матрицу, соответствующую 3Ч3 пикселов, причем первая матрица включает в себя R-фильтр, размещенный в центре, B-фильтры, размещенные в четырех углах, и G-фильтры, вертикально и горизонтально размещенные рядом с R-фильтром в центре; и вторую матрицу, соответствующую 3Ч3 пикселов, причем вторая матрица включает в себя B-фильтр, размещенный в центре, R-фильтры, размещенные в четырех углах, и G-фильтры, вертикально и горизонтально размещенные рядом с B-фильтром в центре, при этом первая и вторая матрицы попеременно размещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Согласно матрице цветных светофильтров в этой конфигурации, когда 5Ч5 пикселов (локальная область мозаичного изображения) извлекаются вокруг первой или второй матрицы, существуют G-пикселы, смежные друг с другом в горизонтальном и вертикальном направлениях рядом с пикселом (R-пикселом или B-пикселом) в центре 5Ч5 пикселов. Пиксельные значения G-пикселов (всего восемь пикселов) могут быть использованы для того, чтобы определять направление корреляции из четырех направлений.

В элементе формирования цветных изображений согласно другому аспекту настоящего изобретения цветные светофильтры включают в себя R-фильтры, G-фильтры и B-фильтры, соответствующие красным (R), зеленым (G) и синим (B) цветам, и матрица светофильтров включает в себя: первую матрицу, соответствующую 3Ч3 пикселов, причем первая матрица включает в себя G-фильтры, размещенные в центре и в четырех углах, B-фильтры, вертикально размещенные рядом с G-фильтром в центре, и R-фильтры, горизонтально размещенные рядом с G-фильтром в центре; и вторую матрицу, соответствующую 3Ч3 пикселов, причем вторая матрица включает в себя G-фильтры, размещенные в центре и в четырех углах, R-фильтры, вертикально размещенные рядом с G-фильтром в центре, и B-фильтры, горизонтально размещенные рядом с G-фильтром в центре, при этом первая и вторая матрицы попеременно размещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Согласно матрице цветных светофильтров в этой конфигурации, существуют G-пикселы из 2Ч2 пикселов в четырех углах 5Ч5 пикселов, когда 5Ч5 пикселов (локальная область мозаичного изображения) извлекаются вокруг первой или второй матрицы. Пиксельные значения G-пикселов из 2Ч2 пикселов могут быть использованы для того, чтобы определять направление корреляции из четырех направлений.

Преимущества изобретения

Согласно настоящему изобретению, включен предварительно определенный базовый матричный шаблон, включающий в себя первые фильтры, соответствующие первому цвету, который в наибольшей степени способствует получению сигналов яркости, и вторые фильтры, соответствующие двум или более вторым цветам, отличным от первого цвета. Базовый матричный шаблон повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях так, что он формирует матрицу цветных светофильтров, и первые фильтры выполнены с возможностью включать в себя секции, в которых два или более первых фильтров являются смежными друг с другом в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях в базовом матричном шаблоне. Следовательно, то, какое из четырех направлений является направлением корреляции яркости, может быть определено с минимальными пиксельными интервалами на основе пиксельных значений для пикселов первого цвета, смежных друг с другом в каждом направлении. Один или более первых фильтров и один или более вторых фильтров размещаются в каждой линии в горизонтальном и вертикальном направлениях в базовом матричном шаблоне. Следовательно, может подавляться формирование цветного муара (ложного цвета), и может быть увеличено разрешение. В матрице цветных светофильтров предварительно определенный базовый матричный шаблон повторяется в горизонтальном и вертикальном направлениях. Следовательно, обработка по демозаике (интерполяции) на последующей стадии может быть выполнена согласно повторяющемуся шаблону.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 является схемой, показывающей первый вариант осуществления элемента формирования цветных изображений в форме одной пластины согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 является схемой, показывающей базовый матричный шаблон, включенный в матрицу цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений согласно первому варианту осуществления.

Фиг. 3A является схемой, показывающей матрицу цветных светофильтров, в которой базовый матричный шаблон 6Ч6 пикселов, включенный в матрицу цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по первому варианту осуществления, разделяется на A-матрицы и B-матрицы из 3Ч3 пикселов, и A-матрицы и B-матрицы повторяемо размещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Фиг. 3B является схемой, показывающей характерную компоновку G-пикселов в матрице цветных светофильтров, показанной на фиг. 3A.

Фиг. 4 является схемой, используемой для того, чтобы описывать способ пиксельной интерполяции при обработке по демозаике, когда определяется то, что направление корреляции имеет вертикальное направление.

Фиг. 5 является схемой, используемой для того, чтобы описывать способ пиксельной интерполяции при обработке по демозаике, когда определяется то, что направление корреляции имеет направление сверху слева.

Фиг. 6 является схемой, показывающей второй вариант осуществления элемента формирования цветных изображений в форме одной пластины согласно настоящему изобретению.

Фиг. 7 является схемой, показывающей базовый матричный шаблон, включенный в матрицу цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по второму варианту осуществления.

Фиг. 8 является схемой, показывающей матрицу цветных светофильтров, в которой базовый матричный шаблон 6x6 пикселов, включенный в матрицу цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по второму варианту осуществления, разделяется на A-матрицы и B-матрицы из 3Ч3 пикселов, и A-матрицы и B-матрицы повторяемо размещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Фиг. 9 является схемой, показывающей характерную компоновку G-пикселов в матрице цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по второму варианту осуществления.

Фиг. 10 является схемой, показывающей третий вариант осуществления элемента формирования цветных изображений в форме одной пластины согласно настоящему изобретению.

Фиг. 11 является схемой, показывающей четвертый вариант осуществления элемента формирования цветных изображений в форме одной пластины согласно настоящему изобретению.

Фиг. 12 является схемой, показывающей пятый вариант осуществления элемента формирования цветных изображений в форме одной пластины согласно настоящему изобретению.

Фиг. 13 является схемой, показывающей шестой вариант осуществления элемента формирования цветных изображений в форме одной пластины согласно настоящему изобретению.

Фиг. 14 является схемой, используемой для того, чтобы пояснять проблему традиционного элемента формирования цветных изображений с цветными светофильтрами в матрице Байера.

Фиг. 15 является другой схемой, используемой для того, чтобы пояснять проблему традиционного элемента формирования цветных изображений с цветными светофильтрами в матрице Байера.

Подробное описание вариантов осуществления

В дальнейшем в этом документе подробно описываются предпочтительные варианты осуществления элемента формирования цветных изображений согласно настоящему изобретению со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Первый вариант осуществления элемента формирования цветных изображений

Фиг. 1 является схемой, показывающей первый вариант осуществления элемента формирования цветных изображений в форме одной пластины согласно настоящему изобретению. Фиг. 1 подробно показывает матрицу цветных светофильтров из цветных светофильтров, размещенных на элементе формирования цветных изображений.

Элемент формирования цветных изображений включает в себя: множество пикселов (не показаны), сформированных посредством элементов фотоэлектрического преобразования, размещенных в горизонтальном и вертикальном направлениях (двумерная матрица); и цветные светофильтры в матрице цветных светофильтров, показанной на фиг. 1, размещенные на светоприемных поверхностях пикселов. Один из цветных светофильтров трех основных цветов- красного (R), зеленого (G) и синего (B )- размещается на каждом пикселе.

Элемент формирования цветных изображений не ограничивается элементом формирования цветных изображений на основе CCD (прибора с зарядовой связью) и может быть другим типом элемента формирования изображений, к примеру, элементом формирования изображений на основе CMOS (комплементарной структуры металл-оксид-полупроводник).

Признаки матрицы цветных светофильтров

Матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по первому варианту осуществления имеет следующие признаки (1), (2), (3) и (4).

Признак (1)

Матрица цветных светофильтров, показанная на фиг. 1, включает в себя базовый матричный шаблон P (шаблон, указываемый посредством толстой рамки), сформированный посредством квадратного матричного шаблона, соответствующего 6x6 пикселов, и базовый матричный шаблон P повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Следовательно, матрица цветных светофильтров включает в себя фильтры, каждого из R-, G- и B-цветов (R-фильтры, G-фильтры и B-фильтры), размещенные в предварительно определенном цикле.

Таким образом, R-фильтры, G-фильтры и B-фильтры размещаются в предварительно определенном цикле. Следовательно, обработка по демозаике (интерполяции) и т.п. R-, G- и B-сигналов, считываемых из элемента формирования цветных изображений, может быть обработана согласно повторяющемуся шаблону.

Когда процесс прореживания выполняется на основе базового матричного шаблона P, чтобы уменьшать изображение, матрица цветных светофильтров уменьшенного изображения после процесса прореживания может быть идентичной матрице цветных светофильтров перед процессом прореживания. Следовательно, может быть использована общая схема обработки.

Признак (2)

Базовый матричный шаблон P, который формирует матрицу цветных светофильтров, показанную на фиг. 1, включает в себя один или более G-фильтров, соответствующих цвету, который в набольшей степени способствует получению сигналов яркости (цвету G в варианте осуществления), и один или более R- и B-фильтров, соответствующих цветам, отличным от цвета G (R и B в варианте осуществления), размещенных в каждой линии в горизонтальном и вертикальном направлениях базового матричного шаблона.

R-, G- и B-фильтры размещаются в каждой линии в горизонтальном и вертикальном направлениях базового матричного шаблона P. Следовательно, может подавляться формирование цветного муара (ложного цвета). Как результат, можно не размещать оптический фильтр нижних частот для управления формированием ложного цвета в оптическом пути от плоскости падения к плоскости формирования изображений оптической системы. Даже если применяется оптический фильтр нижних частот, может применяться фильтр с меньшим эффектом обрезания высокочастотных компонентов для недопущения формирования ложного цвета, и могут предотвращаться потери разрешения.

Признак (3)

G-фильтры, соответствующие пикселам яркости, выполнены с возможностью включать в себя секции, в которых два или более G-фильтров являются смежными друг с другом в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях матрицы P цветных светофильтров.

Фиг. 2 показывает состояние, в котором базовый матричный шаблон P, показанный на фиг. 1, разделяется на четыре набора по 3Ч3 пикселов.

Как показано на фиг. 2, базовый матричный шаблон P может восприниматься как шаблон, включающий в себя A-матрицы из 3Ч3 пикселов, окруженные посредством рамки из сплошных линий, и B-матрицы из 3Ч3 пикселов, окруженные посредством рамки из пунктирных линий, попеременно размещенные в горизонтальном и вертикальном направлениях.

A-матрица включает в себя R-фильтр, размещенный в центре, B-фильтры, размещенные в четырех углах, и G-фильтры, вертикально и горизонтально размещенные рядом с R-фильтром в центре. Между тем, B-матрица включает в себя B-фильтр, размещенный в центре, R-фильтры, размещенные в четырех углах, и G-фильтры, вертикально и горизонтально размещенные рядом с B-фильтром в центре. Хотя взаимное расположение между R- и B-фильтрами является противоположным в A- и B-матрицах, остальная часть компоновки является идентичной.

Как показано на фиг. 3A, матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по первому варианту осуществления может восприниматься как матрица, включающая в себя A- и B-матрицы, попеременно размещенные в горизонтальном и вертикальном направлениях.

G-фильтры в качестве пикселов яркости вертикально и горизонтально размещаются рядом с фильтром в центре в 3Ч3 пикселов A или B-матрицы, и 3Ч3 пикселов попеременно размещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях. Формируются секции, в которых два или более G-фильтров являются смежными друг с другом в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях, и G-фильтры размещаются в перекрестной форме, как показано на фиг. 3B. Матрицы удовлетворяют признакам (1) и (3), и признак (2) удовлетворяется для G-фильтров.

Как показано на фиг. 3A, если локальная область в 5Ч5 пикселов (область, указываемая посредством толстой рамки) извлекается вокруг A-матрицы из мозаичного изображения, выводимого из элемента формирования цветных изображений по первому варианту осуществления, восемь G-пикселов в локальной области размещаются в перекрестной форме, как показано на фиг. 3B. G-пикселы слева направо задаются как G1, G2, G3 и G4, а G-пикселы сверху вниз задаются как G5, G6, G7 и G8. Пикселы G1 и G2, а также пикселы G2 и G3 являются смежными друг с другом в горизонтальном направлении. Пикселы G5 и G6, а также пикселы G7 и G8 являются смежными друг с другом в вертикальном направлении. Пикселы G6 и G3, а также пикселы G2 и G7 являются смежными друг с другом в наклонном направлении сверху слева. Пикселы G6 и G2, а также пикселы G3 и G7 являются смежными друг с другом в наклонном направлении сверху справа.

Следовательно, вычисление абсолютных значений разности пиксельных значений смежных пикселов может определять, с минимальным пиксельным интервалом, направление с минимальным изменением в яркости (направление корреляции с высокой корреляцией) из горизонтального, вертикального и наклонного (NE, NW) направлений.

Более конкретно, сумма абсолютных значений разности в горизонтальном направлении составляет |G1-G2|+|G3-G4|. Сумма абсолютных значений разности в горизонтальном направлении составляет |G5-G6|+|G7-G8|. Сумма абсолютных значений разности в наклонном направлении сверху справа составляет |G6-G2|+|G3-G7|. Сумма абсолютных значений разности в наклонном направлении сверху слева составляет |G6-G3|+|G2-G7|.

Можно определять, что существует корреляция (направление корреляции) в направлении с минимальным абсолютным значением разности из четырех абсолютных значений корреляции. Определенное направление корреляции может быть использовано при обработке по демозаике (интерполяции) и т.п.

В варианте осуществления, хотя направление с минимальным изменением в яркости (направление корреляции с высокой корреляцией) определяется на основе значений разностей пиксельных значений смежных G-пикселов, компоновка не ограничивается этим. Направление с минимальным изменением в яркости может быть определено на основе отношений пиксельных значений смежных G-пикселов. Когда изменение в яркости определяется на основе отношений пиксельных значений смежных G-пикселов, направление с отношением приблизительно 1 является направлением с незначительным изменением в яркости.

Способ интерполяции с использованием направления корреляции

Описывается способ интерполяции с использованием направления корреляции, определенного так, как описано выше.

Как показано на фиг. 4, если определено, что направление корреляции имеет вертикальное направление, пиксельные значения окрестных пикселов одного цвета в направлении корреляции используются для того, чтобы интерполировать и вычислять пиксельные значения других цветов в пиксельных позициях 3Ч3 пикселов (A-матрица) в толстой рамке, показанной на фиг. 4.

Чтобы интерполировать пиксельные значения G, пиксельное значение G23 используется для пиксельных значений G22' и G24' G в пиксельных позициях B22 и B24, и пиксельное значение G43 используется для пиксельных значений G42' и G44' G в пиксельных позициях B42 и B44. Между тем, среднее значение пиксельных значений G32 и G34 используется для пиксельного значения G33' G в пиксельной позиции R33.

Чтобы интерполировать пиксельные значения R и B, пиксельное значение R21 используется для пиксельного значения R22' R в пиксельной позиции B22. Среднее значение пиксельных значений R21 и R25 и среднее значение пиксельных значений B22 и B24 используются для пиксельных значений R23' и B23' R и B в пиксельной позиции G23, соответственно. Пиксельные значения R21 и R25 используются для пиксельных значений R22' и R24' R в пиксельных позициях B22 и B24, соответственно.

Пиксельные значения R33 и B30 используются для пиксельных значений R32' и B32' R и B в пиксельной позиции G32, соответственно. Среднее значение пиксельных значений B30 и B36 используется для пиксельного значения B33' B в пиксельной позиции R33. Пиксельные значения R33 и B36 используются для пиксельных значений R34' и B34' R и B в пиксельных позициях G34, соответственно.

Пиксельное значение R41 используется для пиксельного значения R42' R в пиксельной позиции B42. Среднее значение пиксельных значений R41 и R45 и среднее значение пиксельных значений B42 и B44 используются для пиксельных значений R43' и B43' R и B в пиксельной позиции G43, соответственно. Пиксельное значение R45 используется для пиксельного значения R44' R в пиксельной позиции B44.

В B-матрице R и B переключаются, чтобы выполнять аналогичный процесс, чтобы интерполировать пиксельные значения RGB.

Процесс повторяется для каждых 3Ч3 пикселов, чтобы интерполировать пиксельные значения RGB.

Между тем, как показано на фиг. 5, если определено, что существует направление корреляции в наклонном направлении сверху слева и существуют окрестные пикселы цветов, которые должны быть интерполированы в направлении корреляции, пиксельные значения для пикселов используются для того, чтобы интерполировать и вычислять пиксельные значения других цветов в пиксельных позициях 3Ч3 пикселов (A-матрицы) в толстой рамке, показанной на фиг. 5. Если отсутствуют пикселы цветов, которые должны быть интерполированы в направлении корреляции, взаимосвязь между различиями или отношениями (цветовыми различиями или цветовыми отношениями) пиксельных значений RGB окрестных интерполированных пикселов используется для интерполяции.

Пикселы, включающие в себя пикселы цветов, которые должны быть интерполированы в направлении интерполяции, интерполируются первыми. На фиг. 5 пиксельное значение R23 используется для пиксельного значения R22' R в пиксельной позиции B22. Пиксельное значение R21 используется для пиксельного значения R32' R в пиксельной позиции G32. Среднее значение пиксельных значений G31 и G53 используется для пиксельного значения G42' G в пиксельной позиции B42. Затем, пиксельные значения для пикселов цветов, которые должны быть интерполированы в направлении корреляции, аналогично используются для R23', B33', R43', G24', R34' и R44'.

Описывается способ обработки интерполяции пикселов без пикселов цветов, которые должны быть интерполированы в направлении корреляции.

Чтобы интерполировать и вычислять пиксельное значение G22' G в пиксельной позиции B22 по фиг. 5, цветовые различия между G13 и интерполированным пиксельным значением B13' и между G31 и интерполированным пиксельным значением B31' используются для интерполяции. В частности, значение вычисляется на основе вычисления следующей формулы.

Выражение 1

G22'=B22+(G13+G31)/2-(B13'+B31')/2

Аналогично, способ интерполяции пиксельного значения B32' B в пиксельной позиции G32 и пиксельного значения R42' R в пиксельной позиции B42, как в следующих формулах.

Выражение 2

B32'=G32+B31 '-G31

R42'=B42+R33-B33'

Аналогичная обработка выполняется для того, чтобы интерполировать B32', B33', B43', R24', B34' и G44'.

Процесс повторяется для каждых 3Ч3 пикселов, чтобы интерполировать пиксельные значения RGB.

Даже если определяется то, что направление корреляции имеет горизонтальное направление, или что направление корреляции имеет наклонное направление сверху справа вследствие симметрии цветного светофильтра RGB в A- и B-матрицах, пиксельные значения RGB могут быть аналогично интерполированы и вычислены, аналогично случаю, если определяется то, что направление корреляции имеет вертикальное направление или наклонное направление сверху слева.

Хотя цветовые различия используются для интерполяции в выражениях 1 и 2, цветовые отношения могут использоваться для интерполяции.

Признак (4)

Базовый матричный шаблон P, который формирует матрицу цветных светофильтров, показанную на фиг. 1, является точечно-симметричным относительно центра базового матричного шаблона P.

Как показано на фиг. 2, A- и B-матрицы в базовом матричном шаблоне являются точечно-симметричным относительно R-фильтра или G-фильтра в центре, соответственно, и A- и B-матрицы также являются вертикально и горизонтально симметричными (линейно симметричными).

Симметрия может уменьшать или упрощать размер схемы для схемы обработки последующей стадии.

Признак (5)

В базовом матричном шаблоне матрицы цветных светофильтров, показанной на фиг. 1, числа пикселов для R-пикселов, G-пикселов и B-пикселов, соответствующих R-, G- и B-фильтрам в базовом матричном шаблоне, составляют десять пикселов, шестнадцать пикселов и десять пикселов, соответственно. Следовательно, отношение чисел пикселов для RGB-пикселов составляет 5:8:5, и доля числа G-пикселов, которые в наибольшей степени способствуют получению сигналов яркости, превышает доли чисел R- или B-пикселов других цветов.

Доля числа G-пикселов и доли чисел R- или B-пикселов отличаются, и, в частности, доля числа G-пикселов, которые в наибольшей степени способствуют получению сигналов яркости, превышает доли чисел R- или B-пикселов. Следовательно, может подавляться наложение спектров при обработке по демозаике, и может быть улучшена высокочастотная воспроизводимость.

Хотя существует множество базовых матричных шаблонов, которые могут формировать матрицу цветных светофильтров, показанную на фиг. 1, посредством повторного размещения базового матричного шаблона в горизонтальном и вертикальном направлениях, в первом варианте осуществления базовый матричный шаблон P, причем базовый матричный шаблон является точечно-симметричным, называется базовым матричным шаблоном для удобства.

Хотя также существует множество базовых матричных шаблонов для каждой из матриц цветных светофильтров в других вариантах осуществления, описанных ниже, характерный из них называется базовым матричным шаблоном матрицы цветных светофильтров.

Второй вариант осуществления элемента формирования цветных изображений

Фиг. 6 является схемой, показывающей второй вариант осуществления элемента формирования цветных изображений в форме одной пластины согласно настоящему изобретению. Фиг. 6 подробно показывает матрицу цветных светофильтров из цветных светофильтров, размещенных на элементе формирования цветных изображений.

Матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по второму варианту осуществления включает в себя базовый матричный шаблон P (шаблон, показанный посредством толстой рамки), сформированный посредством квадратного матричного шаблона, соответствующего 6Ч6 пикселов, и базовый матричный шаблон P повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Следовательно, матрица цветных светофильтров включает в себя фильтры, каждый из R-, G- и B-цветов (R-фильтры, G-фильтры и B-фильтры), размещенные в предварительно определенном цикле.

Аналогично первому варианту осуществления базовый матричный шаблон P, формирующий матрицу цветных светофильтров, включает в себя один или более фильтров из всех R-, G- и B-цветов в каждой линии в горизонтальном и вертикальном направлениях базового матричного шаблона.

G-фильтры, соответствующие пикселам яркости, выполнены с возможностью включать в себя секции, в которых два или более G-фильтров являются смежными друг с другом в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях матрицы P цветных светофильтров.

Фиг. 7 показывает состояние, в котором базовый матричный шаблон P, показанный на фиг. 6, разделяется на четыре набора по 3Ч3 пикселов.

Как показано на фиг. 7, базовый матричный шаблон P может восприниматься как шаблон, включающий в себя A-матрицы из 3Ч3 пикселов, окруженные посредством рамки из сплошных линий, и B-матрицы из 3Ч3 пикселов, окруженные посредством рамки из пунктирных линий, попеременно размещенные в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Каждая из A- и B-матриц включает в себя G-фильтры в качестве пикселов яркости, размещенных в четырех углах и в центре, и G-фильтры размещаются на обеих диагоналях. В A-матрице R-фильтры размещаются в горизонтальном направлении, и B-фильтры размещаются в вертикальном направлении рядом с G-фильтром в центре. Между тем, в B-матрице, B-фильтры размещаются в горизонтальном направлении, а R-фильтры размещаются в вертикальном направлении рядом с G-фильтром в центре. Следовательно, хотя взаимное расположение между R- и B-фильтрами является противоположным в A- и B-матрицах, остальная часть компоновки является идентичной.

A- и B-матрицы попеременно размещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях, как показано на фиг. 8, и G-фильтры в четырех углах A- и B-матриц формируют G-фильтры квадратных матриц, соответствующих 2Ч2 пикселов.

G-фильтры в качестве пикселов яркости размещаются в четырех углах и в центре в 3Ч3 пикселов в A или B-матрице, и 3Ч3 пикселов попеременно размещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях так, что они формируют G-фильтры в квадратных матрицах, соответствующих 2Ч2 пикселов. Матрицы удовлетворяют признакам (1), (3) и (5), и признак (2) удовлетворяется для G-фильтров.

Более конкретно, матрица цветных светофильтров (базовый матричный шаблон P), показанная на фиг. 6, включает в себя квадратные матрицы, соответствующие 2Ч2 пикселов G-фильтров.

Когда локальная область (область, указываемая посредством толстой рамки) в 5Ч5 пикселов извлекается вокруг A-матрицы из мозаичного изображения, выводимого из элемента формирования цветных изображений по второму варианту осуществления, как показано на фиг. 8, 2Ч2 размещаются G-пикселов в локальной области в четырех углах, как показано на фиг. 9.

Когда пиксельные значения 2Ч2 G-пикселов задаются как G1, G2, G3 и G4 сверху слева вправо вниз, как показано на фиг. 9, абсолютное значение разности в вертикальном направлении пиксельных значений для G-пикселов составляет (|G1-G3|+|G2-G4|)/2, абсолютное значение разности в горизонтальном направлении составляет (|G1-G2|+|G3-G4|)/2, абсолютное значение разности в наклонном направлении сверху справа составляет |G2-G3|, и абсолютное значение разности в наклонном направлении сверху слева составляет |G1-G4|.

Можно определять, что существует корреляция (направление корреляции) в направлении с минимальным абсолютным значением разности из четырех абсолютных значений корреляции.

Когда локальная область в 5Ч5 пикселов извлекается из мозаичного изображения так, что A-матрица 3Ч3 пикселов размещается в центре, как показано на фиг. 8 или 9, 2Ч2 G-пикселов размещаются в четырех углах. Следовательно, когда 3Ч3 пикселов A-матрицы в локальной области являются целевыми пикселами обработки по демозаике, вычисляются суммы (или средние значения) абсолютных значений корреляции в каждом направлении в четырех углах, и определяется направление с минимальным значением для сумм (или средних значений) абсолютных значений корреляции в каждом направлении в качестве направления корреляции яркости в целевых пикселах обработки по демозаике.

Базовый матричный шаблон P, который формирует матрицу цветных светофильтров, показанную на фиг. 6, является точечно-симметричным относительно центра базового матричного шаблона P. Как показано на фиг. 7, A- и B-матрицы в базовом матричном шаблоне являются точечно-симметричными относительно G-фильтра, центр и A- и B-матрицы являются также вертикально и горизонтально симметричными (линейно симметричными).

В базовом матричном шаблоне матрицы цветных светофильтров, показанной на фиг. 6, числа пикселов для R-пикселов, G-пикселов и B-пикселов, соответствующих R-, G- и B-фильтрам в базовом матричном шаблоне, составляют восемь пикселов, двадцать пикселов и восемь пикселов, соответственно. Следовательно, отношение чисел пикселов для RGB-пикселов составляет 5:2:2, и доля числа G-пикселов, которые в наибольшей степени способствуют получению сигналов яркости, превышает доли чисел R- или B-пикселов других цветов.

Таким образом, матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по второму варианту осуществления имеет признаки, идентичные признакам (1), (2), (3), (4) и (5) матрицы цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по первому варианту осуществления.

Матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по второму варианту осуществления включает в себя G-фильтры, размещенные в каждой линии в наклонных (NE, NW) направлениях матрицы цветных светофильтров. Матрица цветных светофильтров имеет признак дополнительного повышения точности воспроизведения в ходе обработки по демозаике в высокочастотной области, причем этот признак не включен в матрицу цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по первому варианту осуществления.

Третий вариант осуществления элемента формирования цветных изображений

Фиг. 10 является схемой, показывающей третий вариант осуществления элемента формирования цветных изображений, применимого к настоящему изобретению. Фиг. 10 подробно показывает матрицу цветных светофильтров из цветных светофильтров, размещенных на элементе формирования цветных изображений.

Как показано на фиг. 10, матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений включает в себя базовый матричный шаблон (шаблон, указываемый посредством толстой рамки), сформированный посредством квадратного матричного шаблона, соответствующего 4Ч4 пикселов, и базовый матричный шаблон повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Следовательно, матрица цветных светофильтров включает в себя фильтры, каждого из R-, G- и B-цветов (R-фильтры, G-фильтры и B-фильтры), размещенные в предварительно определенном цикле.

Матрица цветных светофильтров, показанная на фиг. 10, включает в себя один или более фильтров из всех R-, G- и B-цветов в каждой линии в горизонтальном и вертикальном направлениях базового матричного шаблона.

G-фильтры, соответствующие пикселам яркости, выполнены с возможностью включать в себя секции, в которых два или более G-фильтров являются смежными друг с другом в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях базового матричного шаблона. Пикселные значения G-пикселов, соответствующих смежным G-фильтрам, дают возможность определения корреляций яркости в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях с минимальными пиксельными интервалами.

Базовый матричный шаблон, формирующий матрицу цветных светофильтров, является точечно-симметричным относительно центра базового матричного шаблона.

В базовом матричном шаблоне матрицы цветных светофильтров, показанной на фиг. 10, числа пикселов для R-пикселов, G-пикселов и B-пикселов, соответствующих R-, G- и B-фильтрам в базовом матричном шаблоне, составляют четыре пиксела, восемь пикселов и четыре пиксела, соответственно. Следовательно, отношение чисел пикселов для RGB-пикселов составляет 1:2:1, и доля числа G-пикселов, которые в наибольшей степени способствуют получению сигналов яркости, превышает доли чисел R- или B-пикселов других цветов.

Матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по третьему варианту осуществления имеет признаки, идентичные признакам (1), (2), (3), (4) и (5) матрицы цветных светофильтров элемента 12 формирования цветных изображений по первому варианту осуществления.

Четвертый вариант осуществления элемента формирования цветных изображений

Фиг. 11 является схемой, показывающей четвертый вариант осуществления элемента формирования цветных изображений, применимого к настоящему изобретению. Фиг. 11 подробно показывает матрицу цветных светофильтров из цветных светофильтров, размещенных на элементе формирования цветных изображений.

Как показано на фиг. 11, матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений включает в себя базовый матричный шаблон (шаблон, указываемый посредством толстой рамки), сформированный посредством квадратного матричного шаблона, соответствующего 5Ч5 пикселов, и базовый матричный шаблон повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Следовательно, матрица цветных светофильтров включает в себя фильтры, каждого из R-, G- и B-цветов (R-фильтры, G-фильтры и B-фильтры), размещенные в предварительно определенном цикле.

Матрица цветных светофильтров, показанная на фиг. 11, включает в себя один или более фильтров из всех R-, G- и B-цветов в каждой линии в горизонтальном и вертикальном направлениях базового матричного шаблона.

G-фильтры, соответствующие пикселам яркости, выполнены с возможностью включать в себя секции, в которых два или более G-фильтров являются смежными друг с другом в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях базового матричного шаблона. Пиксельные значения G-пикселов, соответствующих смежным G-фильтрам, дают возможность определения корреляций яркости в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях с минимальными пиксельными интервалами.

В базовом матричном шаблоне матрицы цветных светофильтров, показанной на фиг. 11, числа пикселов для R-пикселов, G-пикселов и B-пикселов, соответствующих R-, G- и B-фильтрам в базовом матричном шаблоне, составляют шесть пикселов, тринадцать пикселов и шесть пикселов, соответственно. Следовательно, отношение чисел пикселов для RGB-пикселов составляет 6:13:6, и доля числа G-пикселов, которые в наибольшей степени способствуют получению сигналов яркости, превышает доли чисел R- или B-пикселов других цветов.

Матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по третьему варианту осуществления имеет признаки, идентичные признакам (1), (2), (3) и (5) матрицы цветных светофильтров элемента 12 формирования цветных изображений по первому варианту осуществления.

Пятый вариант осуществления элемента формирования цветных изображений

Фиг. 12 является схемой, показывающей пятый вариант осуществления элемента формирования цветных изображений, применимого к настоящему изобретению. Фиг. 12 подробно показывает матрицу цветных светофильтров из цветных светофильтров, размещенных на элементе формирования цветных изображений.

Как показано на фиг. 12, матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений включает в себя базовый матричный шаблон (шаблон, указываемый посредством толстой рамки), сформированный посредством квадратного матричного шаблона, соответствующего 7Ч7 пикселов, и базовый матричный шаблон повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Следовательно, матрица цветных светофильтров включает в себя фильтры, каждого из R-, G- и B-цветов (R-фильтры, G-фильтры и B-фильтры), размещенные в предварительно определенном цикле.

Матрица цветных светофильтров, показанная на фиг. 12, включает в себя фильтры всех R-, G- и B-цветов, размещенные в каждой линии в горизонтальном и вертикальном направлениях базового матричного шаблона.

G-фильтры, соответствующие пикселам яркости, выполнены с возможностью включать в себя секции, в которых два или более G-фильтров являются смежными друг с другом в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях базового матричного шаблона. Более конкретно, существует четыре набора G-пикселов, включающие в себя вертикально и горизонтально смежные 2Ч2 пикселов в базовом матричном шаблоне. Пиксельные значения G-пикселов, соответствующих смежным G-фильтрам, дают возможность определения корреляций яркости в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях с минимальными пиксельными интервалами.

Базовый матричный шаблон, формирующий матрицу цветных светофильтров, является точечно-симметричным относительно центра базового матричного шаблона.

В базовом матричном шаблоне матрицы цветных светофильтров, показанной на фиг. 12, числа пикселов для R-пикселов, G-пикселов и B-пикселов, соответствующих R-, G- и B-фильтрам в базовом матричном шаблоне, составляют двенадцать пикселов, двадцатью пять пикселов и двенадцать пикселов, соответственно. Следовательно, отношение чисел пикселов для RGB-пикселов составляет 12:25:12, и доля числа G-пикселов, которые в наибольшей степени способствуют получению сигналов яркости, превышает доли чисел R- или B-пикселов других цветов.

Матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по четвертому варианту осуществления имеет признаки, идентичные признакам (1), (2), (3), (4) и (5) матрицы цветных светофильтров элемента 12 формирования цветных изображений по первому варианту осуществления.

Шестой вариант осуществления элемента формирования цветных изображений

Фиг. 13 является схемой, показывающей шестой вариант осуществления элемента формирования цветных изображений, применимого к настоящему изобретению. Фиг. 13 подробно показывает матрицу цветных светофильтров из цветных светофильтров, размещенных на элементе формирования цветных изображений.

Как показано на фиг. 13, матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений включает в себя базовый матричный шаблон (шаблон, указываемый посредством толстой рамки), сформированный посредством квадратного матричного шаблона, соответствующего 8x8 пикселов, и базовый матричный шаблон повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях. Следовательно, матрица цветных светофильтров включает в себя фильтры, каждого из R-, G- и B-цветов (R-фильтры, G-фильтры и B-фильтры), размещенные в предварительно определенном цикле.

Матрица цветных светофильтров, показанная на фиг. 13, включает в себя фильтры всех R-, G- и B-цветов, размещенные в каждой линии в горизонтальном и вертикальном направлениях базового матричного шаблона.

G-фильтры, соответствующие пикселам яркости, выполнены с возможностью включать в себя секции, в которых два или более G-фильтров являются смежными друг с другом в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях базового матричного шаблона. Более конкретно, существует четыре набора G-пикселов, включающие в себя вертикально и горизонтально смежные 2Ч2 пикселов в базовом матричном шаблоне. Пиксельные значения G-пикселов, соответствующих смежным G-фильтрам, дают возможность определения корреляций яркости в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях с минимальными пиксельными интервалами.

Базовый матричный шаблон, формирующий матрицу цветных светофильтров, является точечно-симметричным относительно центра базового матричного шаблона.

В базовом матричном шаблоне матрицы цветных светофильтров, показанной на фиг. 13, числа пикселов для R-пикселов, G-пикселов и B-пикселов, соответствующих R-, G- и B-фильтрам в базовом матричном шаблоне, составляют шестнадцать пикселов, тридцать два пиксела и шестнадцать пикселов, соответственно. Следовательно, отношение чисел пикселов для RGB-пикселов составляет 1:2:1, и доля числа G-пикселов, которые в наибольшей степени способствуют получению сигналов яркости, превышает доли чисел R- или B-пикселов других цветов.

Матрица цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по шестому варианту осуществления имеет признаки, идентичные признакам (1), (2), (3), (4) и (5) матрицы цветных светофильтров элемента 12 формирования цветных изображений по первому варианту осуществления.

Другие

Хотя в вариантах осуществления описан элемент формирования цветных изображений с цветными светофильтрами из трех основных цветов RGB, настоящее изобретение не ограничено этим. Настоящее изобретение также может применяться к элементу формирования цветных изображений с цветными светофильтрами из четырех цветов, включающему в себя три основных цвета RGB и еще один цвет (например, изумрудный (E)).

Настоящее изобретение также может применяться к элементу формирования цветных изображений с цветными светофильтрами из четырех дополнительных цветов, включающему в себя G в дополнение к C (голубому цвету), M (пурпурному цвету) и Y (желтому цвету), которые являются дополнительными цветами относительно основных цветов RGB.

В матрицах цветных светофильтров элемента формирования цветных изображений по первому-шестому вариантам осуществления доля числа G-пикселов, которые в наибольшей степени способствуют получению сигналов яркости, превышает доли чисел R- или B-пикселов. Тем не менее, если доля числа G-пикселов является слишком большой, доли чисел R- или B-пикселов уменьшаются, и ложный цвет легко возникает в высокочастотной секции. Следовательно, предпочтительно, чтобы число G-пикселов в 1,5-3 раза превышало числа, каждого из R- и B-пикселов.

Настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления, и очевидно то, что различные изменения могут быть внесены без отступления от объема настоящего изобретения.

1. Элемент формирования цветных изображений в форме одной пластины, включающий в себя цветные светофильтры в предварительно определенной матрице цветных светофильтров, размещенные на множестве пикселов, сформированных посредством элементов фотоэлектрического преобразования, размещенных в горизонтальном и вертикальном направлениях, в котором:
- матрица цветных светофильтров включает в себя предварительно определенный базовый матричный шаблон, включающий в себя первые фильтры, соответствующие первому цвету, который в наибольшей степени способствует получению сигналов яркости, и вторые фильтры, соответствующие двум или более вторым цветам, отличным от первого цвета, причем базовый матричный шаблон повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях,
- один или более первых фильтров и один или более вторых фильтров размещаются в каждой линии в горизонтальном и вертикальном направлениях матрицы цветных светофильтров в базовом матричном шаблоне, и
- первые фильтры выполнены с возможностью дополнительно включать в себя секции, в которых два или более первых фильтров являются смежными друг с другом в горизонтальном, вертикальном и наклонном (NE, NW) направлениях в базовом матричном шаблоне, при этом:
- в матрице цветных светофильтров первые фильтры вертикально и горизонтально размещаются рядом с фильтром в центре группы 3x3 пикселов, и группа 3x3 пикселов повторяемо размещается в горизонтальном и вертикальном направлениях.

2. Элемент формирования цветных изображений по п. 1, в котором:
- матрица цветных светофильтров в предварительно определенном базовом матричном шаблоне является точечно-симметричной относительно центра базового матричного шаблона.

3. Элемент формирования цветных изображений по п. 1 или 2, в котором:
- предварительно определенный базовый матричный шаблон является квадратным матричным шаблоном, соответствующим 6x6 пикселов.

4. Элемент формирования цветных изображений по п. 1, в котором:
- первый цвет является зеленым (G), а вторые цвета являются красным (R) и синим (B), при этом:
- цветные светофильтры включают в себя R-фильтры, G-фильтры и B-фильтры, соответствующие красным (R), зеленым (G) и синим (B) цветам, и
- матрица цветных светофильтров включает в себя: первую матрицу, соответствующую 3x3 пикселов, причем первая матрица включает в себя R-фильтр, размещенный в центре, B-фильтры, размещенные в четырех углах, и G-фильтры, вертикально и горизонтально размещенные рядом с R-фильтром в центре; и вторую матрицу, соответствующую 3x3 пикселов, причем вторая матрица включает в себя B-фильтр, размещенный в центре, R-фильтры, размещенные в четырех углах, и G-фильтры, вертикально и горизонтально размещенные рядом с B-фильтром в центре, при этом первая и вторая матрицы попеременно размещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к твердотельному устройству считывания изображений, включающему блоки аналого-цифрового преобразования. Техническим результатом является обеспечение возможности сравнивать пиксельный сигнал с различными опорными сигналами для преобразования пиксельного сигнала в цифровой сигнал с высокой точностью, наряду с уменьшением масштаба схемы.

Изобретение относится к устройству обработки изображений. Техническим результатом является обеспечение на цифровых видеоданных эффектов, подобных пленке, путем наложения на захваченное изображение двух типов шума с разными характеристиками.

Изобретение относится к средствам управления воспроизведением видеоданных. Техническим результатом является адаптация статуса воспроизведения секции видеоданных в зависимости от изменения статуса отображения изображения.

Изобретение относится к средствам ввода, обработки и вывода видеоданных. Техническим результатом является повышение эффективности использования внутренней памяти независимо от типа алгоритмов обработки видеоданных.

Изобретение относится к области обработки изображений, в частности, к устройству и способу обработки изображений, которые позволяют классифицировать композицию входного изображения.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах анализа и обработки видеопоследовательности, цифровом телевидении. Техническим результатом является обнаружение положения дефектов на видеосигналах в условиях недостаточной априорной информации о статистических характеристиках аддитивного шума и функции полезной составляющей.

Изобретение относится к мультиспектральным считывающим фоточувствительным устройствам для считывания субдискретизированных данных фоточувствительных пикселов в фоточувствительных кристаллах с большой матрицей.

Изобретение относится к средствам управления движением привода сиденья в кинотеатре. Техническим результатом является обеспечение сглаживания движения привода исполнительного механизма сиденья при временной синхронизации с демонстрируемым кинофильмом.

Изобретение относится к устройствам захвата изображения. Техническим результатом является точное разделение объекта съемки и фона, даже если данные изображения имеют недостаточную разницу по глубине между объектом и фоном.

Изобретение относится устройствам захвата (фиксации) изображения. Техническим результатом является расширение арсенала технических возможностей устройства захвата (фиксации) изображения.

Изобретение относится к системам передачи телевизионных изображений, например, с помощью приборов, выполненных на основе твердого тела с электрической разверткой и с электрическим сканированием. Техническим результатом является повышение разрешающей способности видеосистем за счет двукратного увеличения пиксельного размера кадра. Предложен способ повышения разрешающей способности видеосистем, основанный на использовании субпиксельного сдвига матричного изображения в соседних кадрах при съеме информации, характеризуется тем, что четные кадры снимают со сдвигом по диагонали на полпикселя относительно нечетных кадров и снятые кадры запоминают, после чего размеры этих кадров увеличивают путем введения в их матричную структуру нулевых столбцов и строк и эти увеличенные кадры тоже запоминают, а потом производят формирование последовательности выходных сигналов путем одновременного или последовательного считывания данных каждого увеличенного нечетного и соответствующего увеличенного четного кадров, при этом снимаемые выходные сигналы обрабатывают с помощью трехмерного интерполяционного пространственно-временного фильтра нижних частот, который выполняют с областью прозрачности в виде октаэдра. 9 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 прил.

Группа изобретений относится к электронному устройству для определения цифрового интерфейса подключенного внешнего устройства для управления модулем передачи данных. Техническим результатом является обеспечение возможности определения цифрового интерфейса подключенного внешнего устройства и управления модулем передачи данных в соответствии с цифровым интерфейсом подключенного внешнего устройства. Предложенное устройство содержит модуль 123 управления устройства-приемника 120, который содержит модуль 124 определения для определения подключено или нет устройство-источник 110 к устройству-приемнику 120, соответствует ли цифровой интерфейс модуля 112 передачи данных устройства-источника 110 стандарту интерфейса для мультимедиа высокой четкости (HDMI) или новому стандарту. В случае, когда модуль 122 приема данных может поддерживать и стандарт HDMI, и новый стандарт, на основе результата определения, полученного модулем 124 определения, модуль 123 управления переключает работу модуля 122 приема данных на выполнение операций в соответствии с цифровым интерфейсом модуля 112 передачи данных устройства-источника 110. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 45 ил.

Изобретение относится к области обработки дискретной информации в битовом потоке, а именно к способу/системe коррекции дефектных пикселей изображения. Техническим результатом изобретения является обеспечение карты дефектных пикселей меньшего размера, что позволяет сократить объем памяти для хранения карты дефектных пикселей. Предложен cпособ коррекции дефектных пикселей изображения, в котором формируют в памяти карту дефектных пикселей, при этом определяют координаты каждого дефектного пикселя матрицы видеосенсора; с помощью кодера определяют и сохраняют в память приращения, а именно расстояния между соседними дефектными пикселями, отсортированными в порядке возрастания номера пикселя в матрице, причем приращения разделяют их на одну или несколько групп в битах, а приращения занимают переменное число бит и выражены в количестве пикселей, последовательно обрабатываемых по строкам, начиная с верхнего левого угла матрицы и заканчивая правым нижним углом. Принимают декодером устройства коррекции изображения входное растровое видеоизображение в виде потока кадров; с помощью декодера считывают из карты дефектных пикселей приращение, если текущий пиксель кадра входного видеоизображения обычный и не требует коррекции, тогда его записывают в кадр выходного изображения, а если текущий пиксель дефектный и требует коррекции, тогда его передают в блок коррекции дефектных пикселей для коррекции и записывают скорректированное значение дефектного пикселя в кадр выходного видеоизображения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам формирования изображения внутренней и наружной областях пациента. Система содержит рентгеновское устройство, включающее подвижный C-образный кронштейн, камеру, чувствительную к длине волны, для предоставления изображения наружной области пациента, установленную на рентгеновском устройстве с определенным пространственным соотношением между камерой и рентгеновским устройством, причем камера смонтирована на C-образном кронштейне в стороне от рентгеновского детектора, процессор данных для перевода изображения камеры и рентгеновского изображения в композитное изображение на основе пространственного ориентира для установления пространственной корреляции рентгеновского изображения и изображения камеры, и пространственный ориентир, обнаруживаемый в рентгеновском изображении и в изображении камеры. Способ формирования изображения обеспечивается работой системы формирования изображения. Использование изобретений позволяет повысить эффективность работы медицинского работника при выполнении направляемого изображением медицинского вмешательства. 2 н.п. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройствам съемки изображений. Техническим результатом является возможность выполнять обработку коррекции в отношении дефектного пикселя, над сигналом съемки изображения, полученным таким образом, чтобы включать в себя информацию о направленном распространении света. Результат достигается тем, что устройство обработки изображений обрабатывает сигнал изображения, полученный от элемента съемки изображений с использованием оптической системы съемки изображений, выполненной с возможностью получения информации о направленном распространении света изображения объекта, соответствующего области разделения зрачка фотографического объектива. Устройство включает в себя: блок установки положения фокуса, в котором формируется перефокусированное изображение; и блок корректировки сигнала изображения дефектного пикселя элемента съемки изображений с использованием сигнала изображения другого пикселя. Устройство определяет другой пиксель, подлежащий использованию для корректировки сигнала изображения дефектного пикселя, на основании установленного положения фокуса и информации о направленном распространении света изображения объекта. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области обработки видеосигналов. Технический результат заключается в приведении к единому формату различных цифровых видеосигналов. Устройство и способ приведения к единому формату различных цифровых видеосигналов, универсальных по обрабатываемым видеосигналам, которые позволяют принимать от одного до одиннадцати видеосигналов одновременно по различным параллельным и последовательным интерфейсам, причем видеоизображения, передаваемые посредством видеосигналов, могут иметь различное разрешение и количество кадров в секунду, разное цветовое пространство (RGB, YcbCr, Bayer, Mono и др.), разную пиксельную субдискретизацию (4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 и т.д.), различные стандартизированные форматы (ВТ.656, ВТ.1120, HiSPi, MIPI CSI 2, MIPI CSI 3). 2 н. и 35 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к устройствам формирования изображения. Устройство содержит множество пикселей, каждый из которых содержит множество модулей фотоэлектрического преобразования, генерирующих множество первых объединенных сигналов, полученных путем объединения сигналов на основе электрических зарядов модулей фотоэлектрического преобразования на одной стороне друг с другом, и множество вторых сигналов, полученных путем объединения сигналов на основе электрических зарядов множества модулей фотоэлектрического преобразования друг с другом, и выводит часть первых объединенных сигналов из множества первых объединенных сигналов. Технический результат - увеличение скорости работы. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется телевизионно-компьютерной системой при помощи «кольцевого» фотоприемника, в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места. Технический результат заключается в повышении чувствительности «кольцевого» фотоприемника за счет повышения площади светочувствительных элементов на мишени при сохранении ее геометрических размеров и без обмена чувствительности на другой параметр. Результат достигается тем, что фотоприемник, выполненный по технологии ПЗС на кристалле в виде кругового кольца, содержит «кольцевую» мишень, «кольцевую» секцию памяти, «кольцевой» регистр сдвига, заканчивающийся преобразователем «заряд - напряжение» (БПЗН), причем линейки светочувствительных элементов мишени и линейки элементов экранированной от света секции памяти расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там «кольцевому» регистру сдвига, а число «кольцевых» строк, сформированных на мишени фотоприемника, равно числу «кольцевых» строк, образованных на его секции памяти, число элементов каждой «кольцевой» строке мишени и в каждой «кольцевой» строке секции памяти фотоприемника равно числу элементов в его «кольцевом» регистре сдвига, при этом линейки светочувствительных элементов, которые непосредственно и последовательно связаны зарядовой связью с линейками элементов секции памяти, занимают всю площадь мишени фотоприемника. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх