CN106454286A - 一种g模式色彩滤波阵列 - Google Patents

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王军
陈阳
陈咏
黄兴婷
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Hangzhou Mai Integrated Circuit Technology Co Ltd
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths

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Abstract

一种G模式色彩滤波阵列，它包括若干个大小、形状相同的像素结构单元，所述像素结构单元排列形成G模式色彩滤波阵列，所述像素结构单元包括第一基本滤镜单元和第二基本滤镜单元，通过混合排列第一基本滤镜单元和第二基本滤镜单元而形成一个4×4阵列的最小结构单元；所述像素结构单元中每两个相同的第一基本滤镜单元或第二基本滤镜单元成对角线、水平或者垂直排列；像素结构单元的G滤镜占总滤镜的比例为3/4，R、B滤镜分别占总滤镜的1/8，除边角外的每个R、B滤镜的八邻域均为G滤镜；本发明较传统的滤波阵列具有更多的绿色滤镜，其比例的增加使得图像具有更高的清晰度，更容易被人眼所接受且提高了人眼辨识度，对人眼起到一定的保护作用。

Description

一种G模式色彩滤波阵列
技术领域
本发明涉及一种滤波阵列，具体是一种G模式色彩滤波阵列。
背景技术
传感器本身是一个单色电子原件，只能响应光线的强度，不能响应光线的色彩信息。因此，在光线进入图像传感器的感光阵列之前，需要对光线进行基色分离。通过基色分离来过滤其他颜色的光线，使得特定颜色的光线投射到图像传感器的感光阵列。
常用的基色分离的方法是在图像传感器前加上一块色彩滤波阵列(Color FilterArray，简称CFA)，每一个色彩滤镜单元对应一个像素，只允许一种颜色的光通过，使得传感器捕获的每一个像素只保留一个颜色成分。目前常用的CFA是Bayer pattern CFA(拜耳色彩滤波阵列)，它交替使用一组红色和绿色滤镜以及一组绿色和蓝色滤镜，每一2×2基本滤镜单元由2个绿色(G)、1个红色(R)和1个蓝色(B)单元组成，其中G(绿色像素)个数占总像素的1/2，R(红色像素)个数占总像素1/4，B(蓝色像素)个数占总像素的1/4。
人眼视觉系统对RGB三基色的敏感度具有较大差异。人眼对波长为555nm的绿光敏感度最强，波长增大或减小都会使人眼视觉敏感性降低，人眼对红光的敏感性约为绿光的1/2，对蓝光的敏感性约为红光的1/3。因此，G像素对图像清晰度的影响最大。若进一步提高CFA中G滤镜单元的比例，则应用该色彩滤波阵列可使得图像传感器的清晰度得到提高。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述背景技术中图像清晰度不够的问题，而提供一种G模式色彩滤波阵列，该阵列较传统的色彩滤波阵列具有更高的绿色滤镜比例，并基于此提升图像的清晰度，使得图像更加贴近人眼的视觉标准。本发明G模式色彩滤波阵列的输出图像相比传统的Bayer色彩滤波阵列的输出图像，线数(ISO12233标准分辨率测试卡)测试可提高10％以上。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种G模式色彩滤波阵列，它包括若干个大小、形状相同的像素结构单元，所述像素结构单元排列形成G模式色彩滤波阵列。
作为一种改进，所述像素结构单元包括第一基本滤镜单元和第二基本滤镜单元，通过混合排列第一基本滤镜单元和第二基本滤镜单元而形成一个4×4阵列的最小结构单元。
作为一种改进，所述像素结构单元中每两个相同的第一基本滤镜单元或第二基本滤镜单元成对角线、水平或者垂直排列。
作为一种改进，所述第一基本滤镜单元为一个2×2阵列，包括3个G滤镜和1个R滤镜；所述第二基本滤镜单元同样是一个2×2阵列，包括3个G滤镜和1个B滤镜。
作为一种改进，所述第一基本滤镜单元中的R滤镜与第二基本滤镜单元中的B滤镜均位于所在2×2阵列的相同位置。
作为一种改进，所述第一基本滤镜单元中的R滤镜与第二基本滤镜单元中的B滤镜均位于所在2×2阵列的左上角、右下角、右上角或左下角。
作为一种改进，所述像素结构单元包括12个G滤镜、2个R滤镜、2个B滤镜。
作为一种改进，所述像素结构单元的G滤镜占总滤镜的比例为3/4，R、B滤镜分别占总滤镜的1/8，除边角外的每个R、B滤镜的八邻域均为G滤镜。
本发明的有益效果是：本发明创新性地设计了一种G模式色彩滤波阵列，该阵列较传统的色彩滤波阵列具有更高的绿色滤镜比例，绿色滤镜比例的增加使得图像具有更高的清晰度，线数测试可提高10％以上，从而提高了人眼辨识度，并对人眼起到一定的保护作用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2a、2b、2c是本发明三种像素结构单元的排列方式示意图。
图3a、3b是本发明非边角位置的R、B滤镜结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但不应理解为是对本申请的限制。
如图1所示的一种G模式色彩滤波阵列，它包括若干个大小、形状相同的像素结构单元1，所述像素结构单元1排列形成G模式色彩滤波阵列2，本发明将色彩滤波阵列的滤镜整合统一成大小形状相同的一个个像素结构单元1，便于统一地管理、计算统筹和方向判断及插值，易于实现及后期拓展。同时，引入像素结构单元1概念使得一组滤镜被统一成一个结构单元，便于计算排列和组合时简化步骤、显示明显并容易掌控。
作为一种改进的具体实施方式，像素结构单元1包括第一基本滤镜单元11和第二基本滤镜单元12，通过混合排列第一基本滤镜单元11和第二基本滤镜单元12而形成一个4×4阵列的最小结构单元，本发明通过对绿色、蓝色和红色的滤镜在像素结构单元1矩阵中的排列方式进行更换，实现了整体色彩滤波阵列绿色的滤镜比例的大幅提高的技术效果，且分布和排列方式简单，易于统一形成并实现。
作为一种改进的具体实施方式，所述像素结构单元中每两个相同的第一基本滤镜单元11或第二基本滤镜单元12成对角线、水平或者垂直排列等几种排列方式，使整个色彩滤波阵列中绿色的滤镜比例的大幅增加，提高图像清晰度。
本发明的第一基本滤镜单元11为一个2×2阵列，包括3个G滤镜和1个R滤镜；第二基本滤镜单元12同样是2×2阵列，包括3个G滤镜和1个B滤镜，第一基本滤镜单元中的R滤镜与第二基本滤镜单元中的B滤镜均位于所在2×2阵列的相同位置，比如在2×2阵列中左上角、右下角、右上角或左下角。以下以R、B滤镜在2×2阵列中处于右下上角为例进行说明。
附图2a为本发明所述的G模式色彩滤波阵列的像素结构单元(4×4阵列最小结构单元)的一种具体实施方式，其排列规则为：应用上述的第一基本滤镜单元和第二基本滤镜单元各两个，每两个相同的基本滤镜单元之间沿对角线排列；
附图2b为本发明所述的G模式色彩滤波阵列的像素结构单元(4×4阵列最小结构单元)的一种是实施方式，其排列规则为：应用上述的第一基本滤镜单元和第二基本滤镜单元各两个，每两个相同的基本滤镜单元之间水平排列；
附图2c为本发明所述的G模式色彩滤波阵列的像素结构单元(4×4阵列最小结构单元)的一种实施方式，其排列规则为：应用上述的第一基本滤镜单元和第二基本滤镜单元各两个，每两个相同的基本滤镜单元之间垂直排列；
G模式色彩滤波阵列的4×4阵列最小结构单元不限于上述示例。例如改变第一基本滤镜单元和第二基本滤镜单元中的R、B滤镜所处的位置，使其均位于所在2×2阵列的左上角或任意位置，则可排列成不同的阵列结构，其构成原理相同。
作为一种改进的具体实施方式，像素结构单元1包括12个G滤镜、2个R滤镜、2个B滤镜，使得G滤镜所占比例为3/4，R、B滤镜所占比例分别为1/4，除边角外的每个R、B滤镜的八邻域均为G滤镜，如图3a、3b。这样使得图像将因绿色滤镜的高占比而实现清晰度的提高，并且更贴近人体的视觉感受，更容易被人眼所接受，且绿色的滤镜占比例高也有利于人眼的保护。
作为一种改进的具体实施方式，本发明的像素结构单元1相互间隔的两行、相互间隔的两列的滤镜均为绿色，其余的滤镜在其所在的一行或者一列上均相互间隔地呈现红色或者蓝色，即保证了绿色滤镜的高比例，又能简易且有效实现G模式色彩滤波阵列的图像清晰度。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种G模式色彩滤波阵列，其特征在于：它包括若干个大小、形状相同的像素结构单元(1)，所述像素结构单元(1)排列形成G模式色彩滤波阵列(2)。
2.根据权利要求1所述的一种G模式色彩滤波阵列，其特征在于：所述像素结构单元(1)包括第一基本滤镜单元(11)和第二基本滤镜单元(12)，通过混合排列第一基本滤镜单元(11)和第二基本滤镜单元(12)而形成一个4×4阵列的最小结构单元。
3.根据权利要求2所述的一种G模式色彩滤波阵列，其特征在于：所述像素结构单元(1)中每两个相同的第一基本滤镜单元(11)或第二基本滤镜单元(12)成对角线、水平或者垂直排列。
4.根据权利要求2或3所述的一种G模式色彩滤波阵列，其特征在于：所述第一基本滤镜单元(11)为一个2×2阵列，包括3个G滤镜和1个R滤镜；所述第二基本滤镜单元(12)同样是一个2×2阵列，包括3个G滤镜和1个B滤镜。
5.根据权利要求4所述的一种G模式色彩滤波阵列，其特征在于：所述第一基本滤镜单元中的R滤镜与第二基本滤镜单元中的B滤镜均位于所在2×2阵列的相同位置。
6.根据权利要求5所述的一种G模式色彩滤波阵列，其特征在于：所述第一基本滤镜单元中的R滤镜与第二基本滤镜单元中的B滤镜均位于所在2×2阵列的左上角、右下角、右上角或左下角。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种G模式色彩滤波阵列，其特征在于：所述像素结构单元(1)包括12个G滤镜、2个R滤镜、2个B滤镜。
8.根据权利要求4所述的一种G模式色彩滤波阵列，其特征在于：像素结构单元(1)的G滤占总滤镜的比例为3/4，R、B滤镜分别占总滤镜的1/8，除边角外的每个R、B滤镜的八邻域均为G滤镜。
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