CN111741221A - 图像获取方法、摄像头组件及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种图像获取方法、摄像头组件及移动终端。图像获取方法包括：像素阵列曝光以获得第一彩色原始图像及第二彩色原始图像，第一彩色原始图像中的每个第一彩色原始图像数据由一个子单元中的至少一个彩色感光像素生成，第二彩色原始图像中的每个第二彩色原始图像数据由一个子单元中的至少一个全色感光像素及至少一个彩色感光像素生成；融合第一彩色原始图像及第二彩色原始图像以得到目标图像。本申请实施方式的图像获取方法通过融合仅包括彩色颜色通道的图像数据的第一彩色原始图像及同时包括彩色颜色通道和全色颜色通道的图像数据的第二彩色原始图像，以借助全色颜色通道的图像数据来提高图像的信噪比和清晰度。

Description

图像获取方法、摄像头组件及移动终端
技术领域
本申请涉及影像技术领域，特别涉及一种图像获取方法、摄像头组件及移动终端。
背景技术
摄像头可以被安装在手机等电子设备中以使得电子设备具有图像获取功能。摄像头内可以装配有彩色滤光片阵列，以实现彩色图像的获取。目前，摄像头内的彩色滤光片阵列通常呈拜耳阵列形式，呈拜耳阵列形式的彩色滤光片阵列中，每个彩色滤光片都仅能通过单一颜色的光线，如此，大部分光线会被过滤掉，影响摄像头获取的图像的质量。
发明内容
本申请实施方式提供了一种图像获取方法、摄像头组件及移动终端。
本申请实施方式的图像获取方法用于图像传感器。所述图像传感器包括像素阵列，所述像素阵列包括多个子单元，每个所述子单元包括至少一个全色感光像素及至少一个彩色感光像素，所述彩色感光像素具有比所述全色感光像素更窄的光谱响应。所述图像获取方法包括：所述像素阵列曝光以获得第一彩色原始图像及第二彩色原始图像，所述第一彩色原始图像由多个第一彩色原始图像数据组成，每个所述第一彩色原始图像数据由一个所述子单元中的所述至少一个彩色感光像素生成，所述第二彩色原始图像由多个第二彩色原始图像数据组成，每个所述第二彩色原始图像数据由一个所述子单元中的所述至少一个全色感光像素及所述至少一个彩色感光像素生成；及融合所述第一彩色原始图像及所述第二彩色原始图像以得到目标图像。
本申请实施方式的摄像头组件包括图像传感器及处理器。所述图像传感器包括像素阵列，所述像素阵列包括多个子单元，每个所述子单元包括至少一个全色感光像素及至少一个彩色感光像素，所述彩色感光像素具有比所述全色感光像素更窄的光谱响应。所述像素阵列曝光以获得第一彩色原始图像及第二彩色原始图像，所述第一彩色原始图像由多个第一彩色原始图像数据组成，每个所述第一彩色原始图像数据由一个所述子单元中的所述至少一个彩色感光像素生成，所述第二彩色原始图像由多个第二彩色原始图像数据组成，每个所述第二彩色原始图像数据由一个所述子单元中的所述至少一个全色感光像素及所述至少一个彩色感光像素生成。所述处理器用于融合所述第一彩色原始图像及所述第二彩色原始图像以得到目标图像。
本申请实施方式的移动终端包括壳体及摄像头组件。所述摄像头组件与所述壳体结合。所述摄像头组件包括图像传感器及处理器。所述图像传感器包括像素阵列，所述像素阵列包括多个子单元，每个所述子单元包括至少一个全色感光像素及至少一个彩色感光像素，所述彩色感光像素具有比所述全色感光像素更窄的光谱响应。所述像素阵列曝光以获得第一彩色原始图像及第二彩色原始图像，所述第一彩色原始图像由多个第一彩色原始图像数据组成，每个所述第一彩色原始图像数据由一个所述子单元中的所述至少一个彩色感光像素生成，所述第二彩色原始图像由多个第二彩色原始图像数据组成，每个所述第二彩色原始图像数据由一个所述子单元中的所述至少一个全色感光像素及所述至少一个彩色感光像素生成。所述处理器用于融合所述第一彩色原始图像及所述第二彩色原始图像以得到目标图像。
本申请实施方式的图像获取方法、摄像头组件及移动终端通过像素阵列曝光以获得仅包括彩色颜色通道的图像数据的第一彩色原始图像及同时包括彩色颜色通道和全色颜色通道的图像数据的第二彩色原始图像，并对第一彩色原始图像及第二彩色原始图像进行融合，以借助全色颜色通道的图像数据来提高图像的信噪比和清晰度，从而可以提升暗环境下拍摄的图像的质量。
本申请实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请某些实施方式的摄像头组件的示意图；
图2是本申请某些实施方式的像素阵列的示意图；
图3是本申请某些实施方式的感光像素的截面示意图；
图4是本申请某些实施方式的感光像素的像素电路图；
图5至图15是本申请某些实施方式的像素阵列中最小重复单元的排布示意图；
图16是本申请某些实施方式的摄像头组件中的图像传感器获取原始图像的原理示意图；
图17和图18是本申请某些实施方式的第一彩色原始图像进行滤波处理的原理示意图；
图19是本申请某些实施方式的第一彩色滤波图像与第二彩色滤波图像的融合处理的原理示意图；
图20是本申请实施方式的移动终端的结构示意图；
图21是本申请某些实施方式的图像获取方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的实施方式的限制。
相关技术中，摄像头内的彩色滤光片阵列通常呈拜耳阵列形式，然而拜耳阵列形式排布的彩色滤光片阵列中，每个彩色滤光片都仅能通过单一颜色的光线，如此，大部分光线会被过滤掉，影响摄像头获取的图像的质量。
基于上述原因，请参阅图1、图2和图5，本申请提供一种摄像头组件100。摄像头组件100包括图像传感器10及处理器20。图像传感器10包括像素阵列11，像素阵列11包括多个子单元，每个子单元包括至少一个全色感光像素W及至少一个彩色感光像素，彩色感光像素具有比全色感光像素W更窄的光谱响应。像素阵列11曝光以获得第一彩色原始图像及第二彩色原始图像，第一彩色原始图像由多个第一彩色原始图像数据组成，每个第一彩色原始图像数据由一个子单元中的至少一个彩色感光像素生成，第二彩色原始图像由多个第二彩色原始图像数据组成，每个第二彩色原始图像数据由一个子单元中的至少一个全色感光像素W及至少一个彩色感光像素生成。处理器20与图像传感器10电连接。处理器20用于融合第一彩色原始图像及第二彩色原始图像以得到目标图像。
本申请实施方式的摄像头组件100通过像素阵列11曝光以获得仅包括彩色颜色通道的图像数据的第一彩色原始图像及同时包括彩色颜色通道和全色颜色通道的图像数据的第二彩色原始图像，并对第一彩色原始图像及第二彩色原始图像进行融合，以提高图像的信噪比和清晰度，从而可以提升暗环境下拍摄的图像的质量。
下面结合附图对本申请实施方式的摄像头组件100作详尽描述。
请参阅图2，图像传感器10包括像素阵列11、垂直驱动单元12、控制单元13、列处理单元14和水平驱动单元15。
例如，图像传感器10可以采用互补金属氧化物半导体(CMOS，ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)感光元件或者电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)感光元件。
例如，像素阵列11包括以阵列形式二维排列(即二维矩阵形式排布)的多个感光像素110(图3所示)，每个感光像素110包括光电转换元件1111(图4所示)。每个感光像素110根据入射在其上的光的强度将光转换为电荷。
例如，垂直驱动单元12包括移位寄存器和地址译码器。垂直驱动单元12包括读出扫描和复位扫描功能。读出扫描是指顺序地逐行扫描单位感光像素110，从这些单位感光像素110逐行地读取信号。例如，被选择并被扫描的感光像素行中的每一感光像素110输出的信号被传输到列处理单元14。复位扫描用于复位电荷，光电转换元件1111的光电荷被丢弃，从而可以开始新的光电荷的积累。
例如，由列处理单元14执行的信号处理是相关双采样(CDS)处理。在CDS处理中，取出从所选感光像素行中的每一感光像素110输出的复位电平和信号电平，并且计算电平差。因而，获得了一行中的感光像素110的信号。列处理单元14可以具有用于将模拟像素信号转换为数字格式的模数(A/D)转换功能。
例如，水平驱动单元15包括移位寄存器和地址译码器。水平驱动单元15顺序逐列扫描像素阵列11。通过水平驱动单元15执行的选择扫描操作，每一感光像素列被列处理单元14顺序地处理，并且被顺序输出。
例如，控制单元13根据操作模式配置时序信号，利用多种时序信号来控制垂直驱动单元12、列处理单元14和水平驱动单元15协同工作。
请参阅图3，感光像素110包括像素电路111、滤光片112、及微透镜113。沿感光像素110的收光方向，微透镜113、滤光片112、及像素电路111依次设置。微透镜113用于汇聚光线，滤光片112用于供某一波段的光线通过并过滤掉其余波段的光线。像素电路111用于将接收到的光线转换为电信号，并将生成的电信号提供给图2所示的列处理单元14。
请参阅图4，像素电路111可应用在图2所示的像素阵列11内的每个感光像素110(图3所示)中。下面结合图2至图4对像素电路111的工作原理进行说明。
如图4所示，像素电路111包括光电转换元件1111(例如，光电二极管)、曝光控制电路(例如，转移晶体管1112)、复位电路(例如，复位晶体管1113)、放大电路(例如，放大晶体管1114)和选择电路(例如，选择晶体管1115)。在本申请的实施例中，转移晶体管1112、复位晶体管1113、放大晶体管1114和选择晶体管1115例如是MOS管，但不限于此。
例如，光电转换元件1111包括光电二极管，光电二极管的阳极例如连接到地。光电二极管将所接收的光转换为电荷。光电二极管的阴极经由曝光控制电路(例如，转移晶体管1112)连接到浮动扩散单元FD。浮动扩散单元FD与放大晶体管1114的栅极、复位晶体管1113的源极连接。
例如，曝光控制电路为转移晶体管1112，曝光控制电路的控制端TG为转移晶体管1112的栅极。当有效电平(例如，VPIX电平)的脉冲通过曝光控制线传输到转移晶体管1112的栅极时，转移晶体管1112导通。转移晶体管1112将光电二极管光电转换的电荷传输到浮动扩散单元FD。
例如，复位晶体管1113的漏极连接到像素电源VPIX。复位晶体管113的源极连接到浮动扩散单元FD。在电荷被从光电二极管转移到浮动扩散单元FD之前，有效复位电平的脉冲经由复位线传输到复位晶体管113的栅极，复位晶体管113导通。复位晶体管113将浮动扩散单元FD复位到像素电源VPIX。
例如，放大晶体管1114的栅极连接到浮动扩散单元FD。放大晶体管1114的漏极连接到像素电源VPIX。在浮动扩散单元FD被复位晶体管1113复位之后，放大晶体管1114经由选择晶体管1115通过输出端OUT输出复位电平。在光电二极管的电荷被转移晶体管1112转移之后，放大晶体管1114经由选择晶体管1115通过输出端OUT输出信号电平。
例如，选择晶体管1115的漏极连接到放大晶体管1114的源极。选择晶体管1115的源极通过输出端OUT连接到图2中的列处理单元14。当有效电平的脉冲通过选择线被传输到选择晶体管1115的栅极时，选择晶体管1115导通。放大晶体管1114输出的信号通过选择晶体管1115传输到列处理单元14。
需要说明的是，本申请实施例中像素电路111的像素结构并不限于图4所示的结构。例如，像素电路111也可以具有三晶体管像素结构，其中放大晶体管1114和选择晶体管1115的功能由一个晶体管完成。例如，曝光控制电路也不局限于单个转移晶体管1112的方式，其它具有控制端控制导通功能的电子器件或结构均可以作为本申请实施例中的曝光控制电路，本申请实施方式中的单个转移晶体管1112的实施方式简单、成本低、易于控制。
请参阅图5至图15，本申请某些实施方式的像素阵列11(图2所示)中的感光像素110(图3所示)的排布示意图。感光像素110包括两类，一类为全色感光像素W，另一类为彩色感光像素。像素阵列11包括多个最小重复单元，每个最小重复单元包括多个子单元，图5至图15仅示出了由四个子单元所组成的一个最小重复单元中的多个感光像素110的排布，在其他例子中，每个最小重复单元中的子单元的数量还可以是两个、三个、五个、十个等，在此不作限制。对图5至图17所示的四个子单元所组成的最小重复单元在行和列上多次复制，即可形成像素阵列11。每个子单元内包括至少一个全色感光像素W及至少一个彩色感光像素。其中，在每个子单元中，全色感光像素W与彩色感光像素可以交替设置；或者，在每个子单元中，处于同一行的多个感光像素110可以具有相同的颜色通道；或者，在每个子单元中，处于同一列的多个感光像素110可以具有相同的颜色通道；或者，在每个最小重复单元中，处于同一行且具有相同的颜色通道的多个感光像素110与处于同一列且具有相同的颜色通道多个感光像素110可以交替设置；或者，在每个子单元中，当全色感光像素W的数量为一个，彩色感光像素的数量为多个时，全色感光像素W可以位于该子单元中的任意位置；或者，在每个子单元中，当全色感光像素W的数量为多个，彩色感光像素的数量为一个时，彩色感光像素可以位于该子单元中的任意位置。
具体地，例如，请参阅图5，图5为本申请一个实施例的最小重复单元中感光像素110(图3所示)的排布示意图。其中，最小重复单元为4行4列16个感光像素110，每个子单元为2行2列4个感光像素110。排布方式为：
Figure BDA0002574869610000041
W表示全色感光像素W；A表示多个彩色感光像素中的第一颜色感光像素；B表示多个彩色感光像素中的第二颜色感光像素；C表示多个彩色感光像素中的第三颜色感光像素。
如图5所示，对于每个子单元，全色感光像素W和彩色感光像素交替设置。
如图5所示，子单元的类别包括三类。其中，第一类子单元UA包括多个全色感光像素W和多个第一颜色感光像素A；第二类子单元UB包括多个全色感光像素W和多个第二颜色感光像素B；第三类子单元UC包括多个全色感光像素W和多个第三颜色感光像素C。每个最小重复单元包括四个子单元，分别为一个第一类子单元UA、两个第二类子单元UB及一个第三类子单元UC。其中，一个第一类子单元UA与一个第三类子单元UC设置在第一对角线方向D1(例如图5中左上角和右下角连接的方向)，两个第二类子单元UB设置在第二对角线方向D2(例如图5中右上角和左下角连接的方向)。第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同。例如，第一对角线和第二对角线垂直。
需要说明的是，在其他实施方式中，第一对角线方向D1也可以是右上角和左下角连接的方向，第二对角线方向D2也可以是左上角和右下角连接的方向。另外，这里的“方向”并非单一指向，可以理解为指示排布的“直线”的概念，可以有直线两端的双向指向。下文图6至图10中对第一对角线方向D1及第二对角线方向D2的解释与此处相同。
再例如，请参阅图6，图6为本申请另一个实施例的最小重复单元中感光像素110(图3所示)的排布示意图。其中，最小重复单元为4行4列16个感光像素110，每个子单元为2行2列4个感光像素110。
排布方式为：
Figure BDA0002574869610000042
W表示全色感光像素W；A表示多个彩色感光像素中的第一颜色感光像素；B表示多个彩色感光像素中的第二颜色感光像素；C表示多个彩色感光像素中的第三颜色感光像素。
图6所示的最小重复单元中感光像素110的排布与图5所示的最小重复单元中感光像素110的排布大致相同，其不同之处在于，图6中位于左下角的第二类子单元UB中的全色感光像素W与单颜色感光像素的交替顺序与图5中位于左下角的第二类子单元UB中的全色感光像素W与单颜色感光像素的交替顺序不一致。具体地，图5中位于左下角的第二类子单元UB中，第一行的感光像素110的交替顺序为全色感光像素W、彩色感光像素(即第二颜色感光像素B)，第二行的感光像素110的交替顺序为单颜色感光像素(即第二颜色感光像素B)、全色感光像素W；而图6中位于左下角的第二类子单元UB中，第一行的感光像素110的交替顺序为彩色感光像素(即第二颜色感光像素B)、全色感光像素W，第二行的感光像素110的交替顺序为全色感光像素W、彩色感光像素(即第二颜色感光像素B)。
如图6所示，图6中的第一类子单元UA及第三子单元UC中的全色感光像素W与单颜色感光像素的交替顺序与位于左下角的第二类子单元UB中的全色感光像W素与彩色感光像素的交替顺序不一致。具体地，图6所示的第一类子单元UA及第三子单元UC中，第一行的感光像素110的交替顺序为全色感光像素W、彩色感光像素，第二行的感光像素110的交替顺序为彩色感光像素、全色感光像素W；而图6所示的位于左下角的第二类子单元UB中，第一行的感光像素110的交替顺序为彩色感光像素(即第三颜色感光像素B)、全色感光像素W，第二行的感光像素110的交替顺序为全色感光像素W、彩色感光像素(即第三颜色感光像素B)。
因此，根据图5及图6所示，同一最小重复单元中，不同子单元内的全色感光像素W与彩色感光像素的交替顺序可以是一致的(如图5所示)，也可以是不一致的(如图6所示)。
再例如，请参阅图7，图7为本申请又一个实施例的最小重复单元中感光像素110(图3所示)的排布示意图。其中，最小重复单元为6行6列36个感光像素110，子单元为3行3列9个感光像素110。
排布方式为：
Figure BDA0002574869610000051
W表示全色感光像素；A表示多个彩色感光像素中的第一颜色感光像素；B表示多个彩色感光像素中的第二颜色感光像素；C表示多个彩色感光像素中的第三颜色感光像素。
如图7所示，对于每个子单元，全色感光像素W和彩色感光像素交替设置。
如图7所示，子单元的类别包括三类。其中，第一类子单元UA包括多个全色感光像素W和多个第一颜色感光像素A；第二类子单元UB包括多个全色感光像素W和多个第二颜色感光像素B；第三类子单元UC包括多个全色感光像素W和多个第三颜色感光像素C。每个最小重复单元包括四个子单元，分别为一个第一类子单元UA、两个第二类子单元UB及一个第三类子单元UC。其中，一个第一类子单元UA与一个第三类子单元UC设置在第一对角线方向D1，两个第二类子单元UB设置在第二对角线方向D2。第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同。例如，第一对角线和第二对角线垂直。
再例如，请参阅图8，图8为本申请还一个实施例的最小重复单元中感光像素110(图3所示)的排布示意图。其中，最小重复单元为8行8列64个感光像素110，子单元为4行4列16个感光像素110。
排布方式为：
Figure BDA0002574869610000052
W表示全色感光像素；A表示多个彩色感光像素中的第一颜色感光像素；B表示多个彩色感光像素中的第二颜色感光像素；C表示多个彩色感光像素中的第三颜色感光像素。
如图8所示，对于每个子单元，全色感光像素W和单颜色感光像素交替设置。
如图8所示，子单元的类别包括三类。其中，第一类子单元UA包括多个全色感光像素W和多个第一颜色感光像素A；第二类子单元UB包括多个全色感光像素W和多个第二颜色感光像素B；第三类子单元UC包括多个全色感光像素W和多个第三颜色感光像素C。每个最小重复单元包括四个子单元，分别为一个第一类子单元UA、两个第二类子单元UB及一个第三类子单元UC。其中，一个第一类子单元UA与一个第三类子单元UC设置在第一对角线方向D1，两个第二类子单元UB设置在第二对角线方向D2。第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同。例如，第一对角线和第二对角线垂直。
再例如，请参阅图9，图9为本申请还一个实施例的最小重复单元中感光像素110(图3所示)的排布示意图。其中，最小重复单元为4行4列16个感光像素110，子单元为2行2列4个感光像素110。
排布方式为：
Figure BDA0002574869610000061
W表示全色感光像素W；A表示多个彩色感光像素中的第一颜色感光像素；B表示多个彩色感光像素中的第二颜色感光像素；C表示多个彩色感光像素中的第三颜色感光像素。
如图9所示，在每个子单元中，处于同一行的多个感光像素110具有相同的颜色通道(即同一行的多个感光像素110为同一类别的感光像素110)。其中，同一类别的感光像素110包括：(1)均为全色感光像素W；(2)均为第一颜色感光像素A；(3)均为第二颜色感光像素B；(4)均为第三颜色感光像素C。
如图9所示，子单元的类别包括三类。其中，第一类子单元UA包括多个全色感光像素W和多个第一颜色感光像素A；第二类子单元UB包括多个全色感光像素W和多个第二颜色感光像素B；第三类子单元UC包括多个全色感光像素W和多个第三颜色感光像素C。其中，具有相同的颜色通道的多个感光像素110既可以位于子单元的第一行，也可以位于子单元的第二行，在此不作限制。每个最小重复单元包括四个子单元，分别为一个第一类子单元UA、两个第二类子单元UB及一个第三类子单元UC。其中，一个第一类子单元UA与一个第三类子单元UC设置在第一对角线方向D1，两个第二类子单元UB设置在第二对角线方向D2。第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同。例如，第一对角线和第二对角线垂直。
再例如，请参阅图10，图10为本申请还一个实施例的最小重复单元中感光像素110(图3所示)的排布示意图。其中，最小重复单元为4行4列16个感光像素110，子单元为2行2列4个感光像素110。
排布方式为：
Figure BDA0002574869610000062
W表示全色感光像素W；A表示多个彩色感光像素中的第一颜色感光像素；B表示多个彩色感光像素中的第二颜色感光像素；C表示多个彩色感光像素中的第三颜色感光像素。
如图10所示，在每个子单元中，处于同一列的多个感光像素110具有相同的颜色通道(即同一列的多个感光像素110为同一类别的感光像素110)。其中，同一类别的感光像素110包括：(1)均为全色感光像素W；(2)均为第一颜色感光像素A；(3)均为第二颜色感光像素B；(4)均为第三颜色感光像素C。
如图10所示，子单元的类别包括三类。其中，第一类子单元UA包括多个全色感光像素W和多个第一颜色感光像素A；第二类子单元UB包括多个全色感光像素W和多个第二颜色感光像素B；第三类子单元UC包括多个全色感光像素W和多个第三颜色感光像素C。其中，具有相同的颜色通道的多个感光像素110既可以位于子单元的第一列，也可以位于子单元的第二列，在此不作限制。每个最小重复单元包括四个子单元，分别为一个第一类子单元UA、两个第二类子单元UB及一个第三类子单元UC。其中，一个第一类子单元UA与一个第三类子单元UC设置在第一对角线方向D1，两个第二类子单元UB设置在第二对角线方向D2。第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同。例如，第一对角线和第二对角线垂直。
再例如，请参阅图11，图11为本申请还一个实施例的最小重复单元中感光像素110(图3所示)的排布示意图。其中，最小重复单元为4行4列16个感光像素110，子单元为2行2列4个感光像素110。
排布方式为：
Figure BDA0002574869610000071
W表示全色感光像素W；A表示多个彩色感光像素中的第一颜色感光像素；B表示多个彩色感光像素中的第二颜色感光像素；C表示多个彩色感光像素中的第三颜色感光像素。
如图11所示，在每个子单元中，处于同一列或同一行的多个感光像素110具有相同的颜色通道(即同一列或同一行的多个感光像素110为同一类别的感光像素110)。其中，同一类别的感光像素110包括：(1)均为全色感光像素W；(2)均为第一颜色感光像素A；(3)均为第二颜色感光像素B；(4)均为第三颜色感光像素C。
如图11所示，子单元的类别包括三类。其中，第一类子单元UA包括多个全色感光像素W和多个第一颜色感光像素A，多个全色感光像素W处于同一列，多个第一颜色感光像素A处于同一列；第二类子单元UB包括多个全色感光像素W和多个第二颜色感光像素B，多个全色感光像素W处于同一行，多个第一颜色感光像素A处于同一行；第三类子单元UC包括多个全色感光像素W和多个第三颜色感光像素C，多个全色感光像素W处于同一列，多个第一颜色感光像素A处于同一列。每个最小重复单元包括四个子单元，分别为一个第一类子单元UA、两个第二类子单元UB及一个第三类子单元UC。其中，一个第一类子单元UA与一个第三类子单元UC设置在第一对角线方向D1，两个第二类子单元UB设置在第二对角线方向D2。第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同。例如，第一对角线和第二对角线垂直。
因此，如图11所示，在同一最小重复单元中，可以是部分子单元内处于同一行的多个感光像素110为同一类别的感光像素110，其余部分子单元内处于同一列的多个感光像素110为同一类别的感光像素110。
再例如，请参阅图12，图12为本申请还一个实施例的最小重复单元中感光像素110(图3所示)的排布示意图。其中，最小重复单元为4行4列16个感光像素110，每个子单元为2行2列4个感光像素110。排布方式为：
Figure BDA0002574869610000072
W表示全色感光像素W；A表示多个彩色感光像素中的第一颜色感光像素；B表示多个彩色感光像素中的第二颜色感光像素；C表示多个彩色感光像素中的第三颜色感光像素。
如图12所示，每个子单元的4个感光像素110中仅包含一个彩色感光像素。在每个最小重复单元中，彩色感光像素可以位于子单元的任何位置(例如为图12所示的位于子单元的左上角位置)。
如图12所示，子单元的类别包括三类。其中，第一类子单元UA包括多个全色感光像素W和一个第一颜色感光像素A；第二类子单元UB包括多个全色感光像素W和一个第二颜色感光像素B；第三类子单元UC包括多个全色感光像素W和一个第三颜色感光像素C。每个最小重复单元包括四个子单元，分别为一个第一类子单元UA、两个第二类子单元UB及一个第三类子单元UC。其中，一个第一类子单元UA与一个第三类子单元UC设置在第一对角线方向D1，两个第二类子单元UB设置在第二对角线方向D2。第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同。例如，第一对角线和第二对角线垂直。
再例如，请参阅图13，图13为本申请还一个实施例的最小重复单元中感光像素110(图3所示)的排布示意图。其中，最小重复单元为4行4列16个感光像素110，每个子单元为2行2列4个感光像素110。排布方式为：
Figure BDA0002574869610000081
W表示全色感光像素W；A表示多个彩色感光像素中的第一颜色感光像素；B表示多个彩色感光像素中的第二颜色感光像素；C表示多个彩色感光像素中的第三颜色感光像素。
如图13所示，每个子单元的4个感光像素110中仅包含一个彩色感光像素。在每个最小重复单元中，彩色感光像素可以位于子单元的任何位置(例如为图12所示的位于子单元的左上角位置、左下角位置、右上角位置或右下角位置)。
如图13所示，子单元的类别包括三类。其中，第一类子单元UA包括多个全色感光像素W和一个第一颜色感光像素A；第二类子单元UB包括多个全色感光像素W和一个第二颜色感光像素B；第三类子单元UC包括多个全色感光像素W和一个第三颜色感光像素C。每个最小重复单元包括四个子单元，分别为一个第一类子单元UA、两个第二类子单元UB及一个第三类子单元UC。其中，一个第一类子单元UA与一个第三类子单元UC设置在第一对角线方向D1，两个第二类子单元UB设置在第二对角线方向D2。第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同。例如，第一对角线和第二对角线垂直。
再例如，请参阅图14，图14为本申请还一个实施例的最小重复单元中感光像素110(图3所示)的排布示意图。其中，最小重复单元为4行4列16个感光像素110，每个子单元为2行2列4个感光像素110。排布方式为：
Figure BDA0002574869610000082
W表示全色感光像素W；A表示多个彩色感光像素中的第一颜色感光像素；B表示多个彩色感光像素中的第二颜色感光像素；C表示多个彩色感光像素中的第三颜色感光像素。
如图14所示，每个子单元的4个感光像素110中仅包含一个全色感光像素W。在每个最小重复单元中，全色感光像素W可以位于子单元的任何位置(例如为图14所示的位于子单元的左上角位置)。
如图14所示，子单元的类别包括三类。其中，第一类子单元UA包括一个全色感光像素W和多个第一颜色感光像素A；第二类子单元UB包括一个全色感光像素W和多个第二颜色感光像素B；第三类子单元UC包括一个全色感光像素W和多个第三颜色感光像素C。每个最小重复单元包括四个子单元，分别为一个第一类子单元UA、两个第二类子单元UB及一个第三类子单元UC。其中，一个第一类子单元UA与一个第三类子单元UC设置在第一对角线方向D1，两个第二类子单元UB设置在第二对角线方向D2。第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同。例如，第一对角线和第二对角线垂直。
再例如，请参阅图15，图15为本申请还一个实施例的最小重复单元中感光像素110(图3所示)的排布示意图。其中，最小重复单元为4行4列16个感光像素110，每个子单元为2行2列4个感光像素110。排布方式为：
Figure BDA0002574869610000083
W表示全色感光像素W；A表示多个彩色感光像素中的第一颜色感光像素；B表示多个彩色感光像素中的第二颜色感光像素；C表示多个彩色感光像素中的第三颜色感光像素。
如图15所示，每个子单元的4个感光像素110中仅包含一个全色感光像素W。在每个最小重复单元中，全色感光像素W可以位于子单元的任何位置(例如为图15所示的位于子单元的左上角位置、左下角位置、右上角位置或右下角位置)。
如图15所示，子单元的类别包括三类。其中，第一类子单元UA包括一个全色感光像素W和多个第一颜色感光像素A；第二类子单元UB包括一个全色感光像素W和多个第二颜色感光像素B；第三类子单元UC包括一个全色感光像素W和多个第三颜色感光像素C。每个最小重复单元包括四个子单元，分别为一个第一类子单元UA、两个第二类子单元UB及一个第三类子单元UC。其中，一个第一类子单元UA与一个第三类子单元UC设置在第一对角线方向D1，两个第二类子单元UB设置在第二对角线方向D2。第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同。例如，第一对角线和第二对角线垂直。
在某些实施方式中，如图5至图15所示的最小重复单元中，第一颜色感光像素A可以为红色感光像素R；第二颜色感光像素B可以为绿色感光像素G；第三颜色感光像素C可以为蓝色感光像素Bu。
在某些实施方式中，如图5至图15所示的最小重复单元中，第一颜色感光像素A可以为红色感光像素R；第二颜色感光像素B可以为黄色感光像素Y；第三颜色感光像素C可以为蓝色感光像素Bu。
在某些实施方式中，如图5至图15所示的最小重复单元中，第一颜色感光像素A可以为品红色感光像素M；第二颜色感光像素B可以为青色感光像素Cy；第三颜色感光像素C可以为黄色感光像素Y。
需要说明的是，在一些实施例中，全色感光像素W的响应波段可为可见光波段(例如，400nm-760nm)。例如，全色感光像素W上设置有红外滤光片，以实现红外光的滤除。在另一些实施例中，全色感光像素W的响应波段为可见光波段和近红外波段(例如，400nm-1000nm)，与图像传感器10(图1所示)中的光电转换元件1111(图4所示)的响应波段相匹配。例如，全色感光像素W可以不设置滤光片或者设置可供所有波段的光线通过的滤光片，全色感光像素W的响应波段由光电转换元件1111的响应波段确定，即两者相匹配。本申请的实施例包括但不局限于上述波段范围。
请参阅图1、图2及图16，在某些实施方式中，控制单元13控制像素阵列11曝光以获得第一彩色原始图像及第二彩色原始图像。其中，第一彩色原始图像由多个第一彩色原始图像数据组成，每个第一彩色原始图像数据由一个子单元中的至少一个彩色感光像素生成；第二彩色原始图像由多个第二彩色原始图像数据组成，每个第二彩色原始图像数据由一个子单元中的至少一个全色感光像素W及至少一个彩色感光像素生成。处理器20融合所获得的第一彩色原始图像及第二彩色原始图像以得到目标图像。
请参阅图2，在一个例子中，像素阵列11的每个子单元包含多个全色感光像素W及多个彩色感光像素(如图5至图11所示)。控制单元13控制像素阵列11曝光后，一个子单元中的多个彩色感光像素接收光线后生成的多个电信号的和值或均值作为一个第一彩色原始图像数据，该像素阵列11中所有子单元的第一彩色原始图像数据组成第一色彩原始图像；一个子单元中的多个全色感光像素W接收光线后生成的多个电信号与该子单元中的所有彩色感光像素接收光线后生成的所有电信号的和值或均值作为一个第二彩色原始图像数据，该像素阵列11中所有子单元的第二彩色原始图像数据组成第二色彩原始图像。
请参阅图16，示例地，对第一类子单元UA中的两个第一颜色感光像素A接收光线后生成的两个电信号进行求和值或均值以获得一个第一彩色原始图像数据；分别对两个第二类子单元UB中的两个第二颜色感光像素B接收光线后生成的两个电信号求和值或均值以获得两个第一彩色原始图像数据；对第三类子单元UC中的两个第三颜色感光像素C接收光线后生成的两个电信号求和值或均值以获得一个第一彩色原始图像数据。这四个第一彩色原始图像数据共同组成第一彩色原始图像中的一个第一图像单元，该第一图像单元中的多个图像像素以ABBC的形式排布。对第一类子单元UA中的两个全色感光像素W接收光线后生成的两个电信号与该子单元中的两个第一颜色感光像素A接收光线后生成的两个电信号求和值或均值以获得一个第二彩色原始图像数据；分别对两个第二类子单元UB中的两个全色感光像素W接收光线后生成的两个电信号与该子单元中的两个第二颜色感光像素B接收光线后生成的两个电信号求和值或均值以获得两个第二彩色原始图像数据；对第三类子单元UC中的两个全色感光像素W接收光线后生成的两个电信号与该子单元中的两个第三颜色感光像素C接收光线后生成的两个电信号求和值或均值获得以一个第二彩色原始图像数据；这四个第二原始图像数据共同组成第二彩色原始图像中的一个第二图像单元，该第二图像单元中的多个图像像素以ABBC的形式排布。
需要说明的是，在另一个例子中，当每个子单元包括一个彩色感光像素时，该一个彩色感光像素接收光线后生成的一个电信号作为一个第一彩色原始图像数据，该一个彩色感光像素接收光线后生成的一个电信号与所有全色感光像素W接收光线后生成的电信号的和值或均值作为一个第二彩色原始图像数据。在又一个例子中，当每个子单元包括一个全色感光像素W时，该一个全色感光像素W接收光线后生成的一个电信号与该子单元中的所有彩色感光像素接收光线后生成的所有电信号的和值或均值作为一个第二彩色原始图像数据。
请参阅图1及图17，图像传感器10获得第一彩色原始图像及第二彩色原始图像之后，会将这三张原始图像传输给处理器20，以由处理器20对这两张原始图像执行后续处理。具体地，处理器20可以对第一彩色原始图像进行滤波处理以得到第一彩色滤波图像，第一彩色滤波图像由多个第一彩色滤波图像数据组成。处理器20还可以对第二彩色原始图像进行滤波处理以得到第二彩色滤波图像，第二彩色滤波图像由多个第二彩色滤波图像数据组成。
在一个例子中，处理器20可以通过以下方式来对第一彩色原始图像进行滤波处理以得到第一彩色滤波图像。具体地，处理器20可以确定第一彩色原始图像中的第一待滤波图像像素，例如确定像素B5为第一待滤波图像像素。随后，处理器可以根据第一待滤波图像像B5素确定第一彩色原始图像中的第一参考区域113，其中，第一待滤波图像像素位于第一参考区域113内。需要说明的是，第一待滤波图像像素可以位于第一参考区域113内的任意位置；第一参考区域113构成的窗口的形状既可以为方形，也可以为矩形等其他形状，在此不作限制；第一参考区域113的大小可以为3x3、4x4、5x5、3x5、5x7、9x5等，在此也不作限制。在本实施例中，第一参考区域113为3×3的区域。随后，处理器20根据第一参考区域113计算第一参考区域113中的多个第一参考图像像素相对于第一待滤波图像像素的权重，其中，多个第一参考图像像素具有与第一待滤波图像像素相同的颜色通道，权重包括空间域的权重及像素范围域的权重。如图17所示，第一待滤波图像像素为B5，第一参考图像像素包括B1、B2、B5、B7、B8。处理器20例如可以根据权重函数f(||p-q||)来计算每一个第一参考图像像素相对于第一待滤波图像像素的空间域权重，其中，p为第一待滤波图像像素B5在第一彩色原始图像中的坐标，q为滤波窗口(即第一参考区域113)内的第一参考图像像素B1、B2、B5、B7或B8在第一彩色原始图像中的坐标，f为空间域的权重函数。根据空间域的权重函数可以计算得到每个第一参考图像像素B1、B2、B5、B7及B8各自相对于第一参考图像像素B5的空间域权重，其中，第一参考图像像素与第一待滤波图像像素的坐标差异越小(即第一参考图像像素越靠近第一待滤波图像像素)，第一参考图像像素的相对于第一带滤波图像像素的空间域权重越高。处理器例如可以根据权重函数
Figure BDA0002574869610000101
来计算每一个第一参考图像像素相对于第一待滤波图像像素的像素范围域权重，其中，
Figure BDA0002574869610000102
为第一待滤波图像像素B5的第一彩色原始图像数据(也可理解为像素值)，
Figure BDA0002574869610000103
为第一参考图像像素B1、B2、B5、B7或B8的第一彩色原始图像数据，g为像素范围域的权重函数。根据像素范围域的权重函数可以计算得到每个第一参考图像像素B1、B2、B5、B7及B8各自相对于第一待滤波图像像素B5的像素范围域权重，其中，第一参考图像像素的第一彩色原始图像数据与第一待滤波图像像素的第一彩色原始图像数据之间的差异越大，则第一参考图像像素的像素域权重越小。在获得各个第一参考图像像素相对于第一待滤波图像像素的空间域权重及像素范围域权重后，处理器20即可多个第一参考图像像素的第一彩色原始图像数据及权重对第一待滤波图像像素的第一彩色原始图像数据进行修正以得到第一彩色滤波图像数据。示例地，处理器20例如可以根据公式
Figure BDA0002574869610000104
其中，
Figure BDA0002574869610000105
Jp为第一彩色滤波图像数据(也即输出像素值)，kp为归一化权重之和，Ω为滤波窗口，Iq为第一参考图像像素B1、B2、B5、B7及B8分别对应的第一彩色原始图像数据。如此，处理器20即可计算出第一待滤波图像像素B5的第一彩色滤波图像数据。处理器20可以遍历第一彩色原始图像中的每一个图像像素以得到多个第一彩色滤波图像数据。也即是说，处理器20可以将第一彩色原始图像中的每一个图像像素均确定为第一待滤波图像像素，并对每一个图像像素执行图17所示是实施例的滤波处理，从而得到对应该图像像素的第一彩色滤波图像数据。在获得多个第一彩色滤波图像数据后，多个第一彩色滤波图像数据即可组成第一彩色滤波图像。
请结合图1和图18，在另一个例子中，处理器20可以确定第一彩色原始图像中的第一待滤波图像像素(例如B5)，并确定第二彩色原始图像中的第二待滤波图像像素(例如B5’)，其中，第一待滤波图像像素在第一彩色原始图像中的位置与第二待滤波图像像素在第二彩色原始图像中的位置对应。随后，处理器20可以根据第一待滤波图像像素确定第一彩色原始图像中的第一参考区域113，并根据第二待滤波图像像素确定第二彩色原始图像中的第二参考区域114，其中，第一待滤波图像像素位于第一参考区域内，第二待滤波图像像素位于第二参考区域内，第一参考区域与第二参考区域的尺寸可以相同(图18所示)，也可以不同(图未示)。随后，处理器20可以计算第一参考区域113中的多个第一参考图像像素(例如B1、B2、B5、B7及B8)相对于第一待滤波图像像素的空间域的权重，并可以计算第二参考区域中的多个第二参考图像像素(例如B1’、B2’、B5’、B7’及B8’)相对于第二待滤波图像像素的像素范围域的权重，其中，多个第一参考图像像素及多个第二参考图像像素均具有与第一待滤波图像像素相同的颜色通道。随后，处理器20可以根据多个第一参考图像像素的第一彩色原始图像数据、多个第一参考图像像素相对于第一待滤波图像像素的空间域权重以及多个第二参考图像像素相对于第二待滤波图像像素的像素范围域权重对第一待滤波图像像素的第一彩色原始图像数据进行修正，以得到第一彩色滤波图像数据。随后，处理器20可以遍历第一彩色原始图像中的每一个图像像素以得到多个第一彩色滤波图像数据。也即是说，处理器20可以将第一彩色原始图像中的每一个图像像素均确定为第一待滤波图像像素，并对每一个图像像素执行图18所示实施例的滤波处理，从而得到对应该图像像素的第一彩色滤波图像数据。在获得多个第一彩色滤波图像数据后，多个第一彩色滤波图像数据即可组成第一彩色滤波图像。
在其他例子中，也可以采用高斯滤波的方式对图像进行滤波处理。与图17和图18所示实施例不同的是，高斯滤波方式中，第一待滤波图像像素的滤波处理仅用到了第一参考图像像素相对于第一待滤波图像像素的空间域权重，而不需要用到第一参考图像像素相对于第一待滤波图像像素的像素范围域权重，也不需要用到第二参考图像像素相对于第二待滤波图像像素的像素范围域权重。
请参阅图1，同样地，在一个例子中，处理器20也可以通过与图17所示实施例类似的方式来对第二彩色原始图像进行滤波处理，以得到第二彩色滤波图像。具体地，处理器20可以确定第二彩色原始图像中的第二待滤波图像像素，并根据第二待滤波图像像素确定第二彩色原始图像中的第二参考区域。其中，第二待滤波图像像素位于第二参考区域内。随后，处理器20可以计算第二参考区域中的多个第二参考图像像素相对于第二待滤波图像像素的权重，其中，多个第二参考图像像素具有与第二待滤波图像像素相同的颜色通道，权重包括空间域的权重及像素范围域的权重。随后，处理器20可以根据多个第二参考图像像素的第二彩色原始图像数据及权重对第二待滤波图像像素的第二彩色原始图像数据进行修正以得到第二彩色滤波图像数据。随后，处理器20可以遍历第二彩色原始图像中的每一个图像像素以得到多个第二彩色滤波图像数据。处理器20处理第二彩色原始图像以得到第二彩色滤波图像的具体执行过程与前述图17实施例中所示的过程类似，在此不再详述。
请再参阅图1，在另一个例子中，处理器20也可以通过与图18所示实施例类似的方式来对第二彩色原始图像进行滤波处理，以得到第二彩色滤波图像。具体地，处理器20可以确定第一彩色原始图像中的第一待滤波图像像素，并确定第二彩色原始图像中的第二待滤波图像像素，其中，第一待滤波图像像素在第一彩色原始图像中的位置与第二待滤波图像像素在第二彩色原始图像中的位置对应。随后，处理器20可以根据第一待滤波图像像素确定第一彩色原始图像中的第一参考区域，并根据第二待滤波图像像素确定第二彩色原始图像中的第二参考区域，其中，第一待滤波图像像素位于第一参考区域内，第二待滤波图像像素位于第二参考区域内，第一参考区域与第二参考区域的尺寸可以相同或不同。随后，处理器20可以计算第二参考区域中的多个第二参考图像像素相对于第二待滤波图像像素的空间域的权重，并可以计算第一参考区域中的多个第一参考图像像素相对于第一待滤波图像像素的像素范围域的权重，其中，多个第一参考图像像素及多个第二参考图像像素均具有与第二待滤波图像像素相同的颜色通道。随后，处理器20可以根据多个第二参考图像像素的第二彩色原始图像数据、多个第二参考图像像素相对于第二待滤波图像像素的空间域权重以及多个第一参考图像像素相对于第一待滤波图像像素的像素范围域权重对第二待滤波图像像素的第二彩色原始图像数据进行修正，以得到第二彩色滤波图像数据。随后，处理器20可以遍历第二彩色原始图像中的每一个图像像素以得到多个第二彩色滤波图像数据。也即是说，处理器20可以将第二彩色原始图像中的每一个图像像素均确定为第二待滤波图像像素，并对每一个图像像素执行类似图18所示实施例的滤波处理，从而得到对应该图像像素的第二彩色滤波图像数据。在获得多个第二彩色滤波图像数据后，多个第二彩色滤波图像数据即可组成第二彩色滤波图像。
如此，通过对第一彩色原始图像进行滤波处理来获得第一彩色滤波图像，可以实现第一彩色原始图像中的平坦区域的平滑处理，第一彩色滤波图像中轮廓区域与平坦区域之间的对比更明显，第一彩色滤波图像的图像质量更好。
请参阅图1及图19，处理器20在获得第一彩色滤波图像及第二彩色滤波图像之后，处理器20还可以对第一彩色滤波图像及第二彩色滤波图像进行融合以得到目标图像。处理器20可以先确定第一彩色滤波图像中的第一待融合图像像素及第二彩色滤波图像中的第二待融合图像像素，其中，第一待融合图像像素在第一彩色滤波图像中的位置与第二待融合图像像素在第二彩色滤波图像中的位置对应。随后，处理器20可以根据第一待融合图像像素及第二待融合图像像素确定第一彩色滤波图像中的第一选定区域115及第二彩色滤波图像中的第二选定区域117，第一待融合图像像素位于第一选定区域115内，第二待融合图像像素位于第二选定区域117内。随后，处理器20可以计算第一选定区域115中的多个第一选定图像像素的第一彩色滤波图像数据的加权和以得到第一彩色融合图像数据，并计算第二选定区域117中的多个第二选定图像像素的第二彩色滤波图像数据的加权和以得到第二彩色融合图像数据，其中，多个第一选定图像像素具有与第一待融合图像像素相同的颜色通道，多个第二选定图像像素具有与第二待融合图像像素相同的颜色通道。随后，处理器20可以根据第二待融合图像像素的第二彩色滤波图像数据、第一彩色融合图像数据及第二彩色融合图像数据计算第一待融合图像像素的彩色目标图像数据。随后，处理器20可以遍历第一彩色滤波图像中的每一个图像像素以得到多个彩色目标图像数据，多个彩色目标图像数据组成目标图像。
请参阅图1及图19，具体地，处理器20可以确定第一彩色滤波图像中的一个第一待融合图像像素B5，并确定第二彩色滤波图像中的一个第二待融合图像像素B5’，其中，第一待融合图像像素B5在第一彩色滤波图像中位置与第二待融合图像像素B5’在第二彩色滤波图像中的位置对应。随后，处理器20根据第一待融合图像像素B5在第一彩色滤波图像中确定出3x3的第一选定区域115，并在第二彩色滤波图像中确定出一个3x3的第二选定区域117，其中，第一待融合图像像素B5位于第一选定区域115内，第二待融合图像像素B5’位于第二选定区域117内；在第一选定区域115中第一选定图像像素包括B1、B2、B5、B7及B8，在第二选定区域117中第二选定图像像素包括B1’、B2’、B5’、B7’及B8’。需要说明的是，第一待融合图像像素B5可以位于第一选定区域115的任意位置，第二待融合图像像素B5’也可以位于第二选定区域115的任意位置，只要满足第一待融合图像像素B5的位置与第二待融合图像像素B5’的位置相对应即可；第一选定区域115与第二选定区域117大小可以相同或不同；第一选定区域115及第二选定区域117构成的窗口的形状既可以为方形，也可以为矩形等其他形状，在此不作限制；第一选定区域115及第二选定区域117的大小可以为3x3、4x4、5x5、3x5、5x7、9x5等，在此也不作限制。随后，处理器20可以根据公式
Figure BDA0002574869610000121
∑αn＝1来计算第一选定区域115中的第一选定图像像素B1、B2、B5、B7及B8的第一彩色滤波图像数据的加权和，其中，αn为第一选定区域115中的多个第一选定图像像素相对于第一待融合图像像素B5的权重，Bn为第一选定区域115中的多个第一选定图像像素的第一彩色滤波图像数据(可理解为滤波后的像素值)，B_mean为加权和，也即第一彩色融合图像数据。处理器20还可以根据公式：
Figure BDA0002574869610000122
∑αn＝1来计算第二选定区域117中的第二选定图像像素B1’、B2’、B5’、B7’及B8’的第二彩色滤波图像数据的加权和，其中，αn为第二选定区域117中的多个第二选定图像像素相对于第二待融合图像像素的权重，Bn’为第二选定区域117中的多个第二选定图像像素的第二彩色滤波图像数据(可理解为滤波后的像素值)，B’_mean为加权和，也即第二彩色融合图像数据。随后，处理器20可以根据以下公式B5_output＝B_mean*(B5′/B_mean)来计算第一待融合图像像素B5的彩色目标图像数据B5_output。随后，处理器20可以将第一彩色滤波图像中的每一个图像像素均确定为第一待融合图像像素，并将第二彩色滤波图像中的每一个图像像素均确定第二待融合图像像素，并根据图19所示实施例的方式融合第一待融合图像像素及第二待融合图像像素，以得到与每个第一待融合图像像素对应的彩色目标图像数据，多个彩色目标图像数据即可组成目标图像。
需要说明的是，第一选定区域115中的多个第一选定图像像素相对于第一待融合图像像素B5的权重也可以包括空间域权重及像素范围域权重，空间域权重可以利用权重函数f(||p-q||)计算得到，像素范围域权重可以用权重函数
Figure BDA0002574869610000131
计算得到。同样地，第二选定区域117中的多个第二选定图像像素相对于第二待融合图像像素的权重也可以包括空间域权重及像素范围域权重，空间域权重可以利用权重函数f(||p-q||)计算得到，像素范围域权重可以用权重函数
Figure BDA0002574869610000132
计算得到。
进一步地，在一个例子中，处理器20还可以对目标图像进行插值处理，以使得插值后的目标图像中，每个图像像素均具有多个颜色通道(颜色通道A、颜色通道B及颜色通道C)的值，此时处理器可以为ISP处理器。在另一个例子中，处理器20与ISP处理器为两个不同的处理器，处理器20可以将目标图像传输至ISP处理器，以使得ISP处理器对目标图像做插值处理以获得插值后的目标图像。
在某些实施方式中，图像传感器10获得第一彩色原始图像及第二彩色原始图像之后，会将这两张原始图像传输给处理器20，处理器20也可以不对这两种原始图像进行滤波处理，而直接采用图19所示实施例的方式将第一彩色原始图像及第二彩色原始图像进行融合以得到目标图像。
可以理解，第二彩色原始图像中的第二彩色原始图像数据是通过对全色感光像素W生成的电信号和彩色感光像素生成的电信号求和值或均值得到的，由于叠加了全色感光像素W生成的电信号，使得第二彩色原始图像数据具有更高的信噪比，第二彩色原始图像的清晰度也更好。在本申请实施例中，将第一彩色原始图像与第二彩色原始图像进行融合，使得第一彩色原始图像可以继承第二彩色原始图像的信噪比和清晰度，从而可以提升暗环境下拍摄的图像的质量。
综上，本申请实施方式的摄像头组件100通过像素阵列11曝光以获得仅包括彩色颜色通道的图像数据的第一彩色原始图像及同时包括彩色颜色通道和全色颜色通道的图像数据的第二彩色原始图像，并对第一彩色原始图像及第二彩色原始图像进行融合，以借助全色颜色通道的图像数据来提高图像的信噪比和清晰度，从而可以提升暗环境下拍摄的图像的质量。另外，通过对第一彩色原始图像及第二彩色原始图像进行滤波处理，可以使最终获得的目标图像中平坦的区域更平滑，轮廓区域与平坦区域之间的对比更明显，提升目标图像的质量。
请参阅图20，本申请实施方式还提供一种移动终端300。移动终端300包括上述任意一个实施方式所述的摄像头组件100及壳体200。摄像头组件100与壳体200结合。
移动终端300可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能穿戴设备(例如智能手表、智能手环、智能眼镜、智能头盔)、无人机、头显设备等，在此不作限制。
本申请实施方式的移动终端300通过像素阵列11曝光以获得仅包括彩色颜色通道的图像数据的第一彩色原始图像及同时包括彩色颜色通道和全色颜色通道的图像数据的第二彩色原始图像，并对第一彩色原始图像及第二彩色原始图像进行融合，以借助全色颜色通道的图像数据来提高图像的信噪比和清晰度，从而可以提升暗环境下拍摄的图像的质量。
请参阅图1、图2、图5及图21，本申请还提供一种可以用于上述任意一个实施方式所述的图像传感器10的图像获取方法。图像获取方法包括：
01：像素阵列11曝光以获得第一彩色原始图像及第二彩色原始图像，第一彩色原始图像由多个第一彩色原始图像数据组成，每个第一彩色原始图像数据由一个子单元中的至少一个彩色感光像素生成，第二彩色原始图像由多个第二彩色原始图像数据组成，每个第二彩色原始图像数据由一个子单元中的至少一个全色感光像素W及至少一个彩色感光像素生成；及
02：融合第一彩色原始图像及第二彩色原始图像以得到目标图像。
在某些实施方式中，图像获取方法还包括：
对第一彩色原始图像进行滤波处理以得到第一彩色滤波图像，第一彩色滤波图像由多个第一彩色滤波图像数据组成；及
对第二彩色原始图像进行滤波处理以得到第二彩色滤波图像，第二彩色滤波图像由多个第二彩色滤波图像数据组成；
步骤02融合第一彩色原始图像及第二彩色原始图像以得到目标图像，包括：
融合第一彩色滤波图像及第二彩色滤波图像以得到目标图像。
请参阅图17，在某些实施方式中，步骤对第一彩色原始图像进行滤波处理以得到第一彩色滤波图像，包括：
确定第一彩色滤波图像中的第一待滤波图像像素；
确定第一彩色图像中的第一参考区域113，第一待滤波图像像素位于第一参考区域113内；
计算第一参考区域113中的多个第一参考图像像素相对于第一待滤波图像像素的权重，多个第一参考图像像素具有与第一待滤波图像像素相同的颜色通道，权重包括空间域的权重及像素范围域的权重；
根据多个第一参考图像像素的第一彩色原始图像数据及权重对第一待滤波图像像素的第一彩色原始图像数据进行修正以得到第一彩色滤波图像数据；及
遍历第一彩色原始图像中的每一个图像像素以得到多个第一彩色滤波图像数据。
在某些实施方式中，步骤对第二彩色原始图像进行滤波处理以得到第二彩色滤波图像，包括：
确定第二彩色滤波图像中的第二待滤波图像像素；
确定第二彩色图像中的第二参考区域，第二待滤波图像像素位于第二参考区域内；
计算第二参考区域中的多个第二参考图像像素相对于第二待滤波图像像素的权重，多个第二参考图像像素具有与第二待滤波图像像素相同的颜色通道，权重包括空间域的权重及像素范围域的权重；
根据多个第二参考图像像素的第二彩色原始图像数据及权重对第二待滤波图像像素的第二彩色原始图像数据进行修正以得到第二彩色滤波图像数据；及
遍历第二彩色原始图像中的每一个图像像素以得到多个第二彩色滤波图像数据。
请参阅图19，在某些实施方式中，步骤融合第一彩色滤波图像及第二彩色滤波图像以得到目标图像，包括：
确定第一彩色滤波图像中的第一待融合图像像素及第二彩色滤波图像中的第二待融合图像像素，第一待融合图像像素在第一彩色滤波图像中的位置与第二待融合图像像素在第二彩色滤波图像中的位置对应；
确定第一彩色滤波图像中的第一选定区域115及第二彩色滤波图像中的第二选定区域117，第一待融合图像像素位于第一选定区域115内，第二待融合图像像素位于第二选定区域117内；
计算第一选定区域115中的多个第一选定图像像素的第一彩色滤波图像数据的加权和以得到第一彩色融合图像数据，计算第二选定区域117中的多个第二选定图像像素的第二彩色滤波图像数据的加权和以得到第二彩色融合图像数据，多个第一选定图像像素具有与第一待融合图像像素相同的颜色通道，多个第二选定图像像素具有与第二待融合图像像素相同的颜色通道；
根据第二待融合图像像素的第二彩色滤波图像数据、第一彩色融合图像数据及第二彩色融合图像数据计算第一待融合图像像素的彩色目标图像数据；
遍历第一彩色滤波图像中的每一个图像像素以得到多个彩色目标图像数据，多个彩色目标图像数据组成目标图像。
请参阅图13，在某些实施方式中，每个子单元包括一个彩色感光像素时，该一个彩色感光像素接收光线后生成的一个电信号作为一个第一彩色原始图像数据。
请参阅图5，在某些实施方式中，每个子单元包括多个彩色感光像素时，该多个彩色感光像素接收光线后生成的多个电信号的和值或均值作为一个第一彩色原始图像数据。
请参阅图14，在某些实施方式中，每个子单元包括一个全色感光像素W时，该一个全色感光像素W接收光线后生成的一个电信号与该子单元中的所有彩色感光像素接收光线后生成的所有电信号的和值或均值作为一个第二彩色原始图像数据。
请参阅图5，在某些实施方式中，每个子单元包括多个全色感光像素W时，该多个全色感光像素W接收光线后生成的多个电信号与该子单元中的所有彩色感光像素接收光线后生成的所有电信号的和值或均值作为一个第二彩色原始图像数据。
上述任意一个实施方式所述的图像获取方法的具体实施过程与前述描写摄像头组件100(图1所示)获取目标图像的具体实施过程相同，在此不再展开说明。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种图像获取方法，用于图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括像素阵列，所述像素阵列包括多个子单元，每个所述子单元包括至少一个全色感光像素及至少一个彩色感光像素，所述彩色感光像素具有比所述全色感光像素更窄的光谱响应；所述图像获取方法包括：
所述像素阵列曝光以获得第一彩色原始图像及第二彩色原始图像，所述第一彩色原始图像由多个第一彩色原始图像数据组成，每个所述第一彩色原始图像数据由一个所述子单元中的所述至少一个彩色感光像素生成，所述第二彩色原始图像由多个第二彩色原始图像数据组成，每个所述第二彩色原始图像数据由一个所述子单元中的所述至少一个全色感光像素及所述至少一个彩色感光像素生成；及
融合所述第一彩色原始图像及所述第二彩色原始图像以得到目标图像。
2.根据权利要求1所述的图像获取方法，其特征在于，所述图像获取方法还包括：
对所述第一彩色原始图像进行滤波处理以得到第一彩色滤波图像，所述第一彩色滤波图像由多个第一彩色滤波图像数据组成；及
对所述第二彩色原始图像进行滤波处理以得到第二彩色滤波图像，所述第二彩色滤波图像由多个第二彩色滤波图像数据组成；
所述融合所述第一彩色原始图像及所述第二彩色原始图像以得到目标图像，包括：
融合所述第一彩色滤波图像及所述第二彩色滤波图像以得到所述目标图像。
3.根据权利要求2所述的图像获取方法，其特征在于，所述对第一彩色原始图像进行滤波处理以得到第一彩色滤波图像，包括：
确定所述第一彩色原始图像中的第一待滤波图像像素；
确定所述第一彩色原始图像中的第一参考区域，所述第一待滤波图像像素位于所述第一参考区域内；
计算所述第一参考区域中的多个第一参考图像像素相对于所述第一待滤波图像像素的权重，所述多个第一参考图像像素具有与所述第一待滤波图像像素相同的颜色通道，所述权重包括空间域的权重及像素范围域的权重；
根据所述多个第一参考图像像素的所述第一彩色原始图像数据及所述权重对所述第一待滤波图像像素的所述第一彩色原始图像数据进行修正以得到所述第一彩色滤波图像数据；及
遍历所述第一彩色原始图像中的每一个图像像素以得到多个所述第一彩色滤波图像数据。
4.根据权利要求2所述的图像获取方法，其特征在于，所述对所述第二彩色原始图像进行滤波处理以得到第二彩色滤波图像，包括：
确定所述第二彩色原始图像中的第二待滤波图像像素；
确定所述第二彩色原始图像中的第二参考区域，所述第二待滤波图像像素位于所述第二参考区域内；
计算所述第二参考区域中的多个第二参考图像像素相对于所述第二待滤波图像像素的权重，所述多个第二参考图像像素具有与所述第二待滤波图像像素相同的颜色通道，所述权重包括空间域的权重及像素范围域的权重；
根据所述多个第二参考图像像素的所述第二彩色原始图像数据及所述权重对所述第二待滤波图像像素的所述第二彩色原始图像数据进行修正以得到所述第二彩色滤波图像数据；及
遍历所述第二彩色原始图像中的每一个图像像素以得到多个所述第二彩色滤波图像数据。
5.根据权利要求2所述的图像获取方法，其特征在于，所述融合所述第一彩色滤波图像及所述第二彩色滤波图像以得到所述目标图像，包括：
确定所述第一彩色滤波图像中的第一待融合图像像素及所述第二彩色滤波图像中的第二待融合图像像素，所述第一待融合图像像素在所述第一彩色滤波图像中的位置与所述第二待融合图像像素在所述第二彩色滤波图像中的位置对应；
确定所述第一彩色滤波图像中的第一选定区域及所述第二彩色滤波图像中的第二选定区域，所述第一待融合图像像素位于所述第一选定区域内，所述第二待融合图像像素位于所述第二选定区域内；
计算所述第一选定区域中的多个第一选定图像像素的所述第一彩色滤波图像数据的加权和以得到第一彩色融合图像数据，计算所述第二选定区域中的多个第二选定图像像素的所述第二彩色滤波图像数据的加权和以得到第二彩色融合图像数据，所述多个第一选定图像像素具有与所述第一待融合图像像素相同的颜色通道，所述多个第二选定图像像素具有与所述第二待融合图像像素相同的颜色通道；
根据所述第二待融合图像像素的所述第二彩色滤波图像数据、所述第一彩色融合图像数据及所述第二彩色融合图像数据计算所述第一待融合图像像素的彩色目标图像数据；
遍历所述第一彩色滤波图像中的每一个所述图像像素以得到多个所述彩色目标图像数据，多个所述彩色目标图像数据组成所述目标图像。
6.根据权利要求1所述的图像获取方法，其特征在于，每个所述子单元包括一个所述彩色感光像素时，该一个所述彩色感光像素接收光线后生成的一个电信号作为一个所述第一彩色原始图像数据；
每个所述子单元包括多个所述彩色感光像素时，该多个所述彩色感光像素接收光线后生成的多个电信号的和值或均值作为一个所述第一彩色原始图像数据；
每个所述子单元包括一个所述全色感光像素时，该一个所述全色感光像素接收光线后生成的一个电信号与该子单元中的所有所述彩色感光像素接收光线后生成的所有电信号的和值或均值作为一个所述第二彩色原始图像数据；
每个所述子单元包括多个所述全色感光像素时，该多个所述全色感光像素接收光线后生成的多个电信号与该子单元中的所有所述彩色感光像素接收光线后生成的所有电信号的和值或均值作为一个所述第二彩色原始图像数据。
7.一种摄像头组件，其特征在于，包括：
图像传感器，所述图像传感器包括像素阵列，所述像素阵列包括多个子单元，每个所述子单元包括至少一个全色感光像素及至少一个彩色感光像素，所述彩色感光像素具有比所述全色感光像素更窄的光谱响应，所述像素阵列曝光以获得第一彩色原始图像及第二彩色原始图像，所述第一彩色原始图像由多个第一彩色原始图像数据组成，每个所述第一彩色原始图像数据由一个所述子单元中的所述至少一个彩色感光像素生成，所述第二彩色原始图像由多个第二彩色原始图像数据组成，每个所述第二彩色原始图像数据由一个所述子单元中的所述至少一个全色感光像素及所述至少一个彩色感光像素生成；及
处理器，所述处理器用于融合所述第一彩色原始图像及所述第二彩色原始图像以得到目标图像。
8.根据权利要求7所述的摄像头组件，其特征在于，所述处理器还用于：
对所述第一彩色原始图像进行滤波处理以得到第一彩色滤波图像，所述第一彩色滤波图像由多个第一彩色滤波图像数据组成；
对所述第二彩色原始图像进行滤波处理以得到第二彩色滤波图像，所述第二彩色滤波图像由多个第二彩色滤波图像数据组成；及
融合所述第一彩色滤波图像及所述第二彩色滤波图像以得到所述目标图像。
9.根据权利要求8所述的摄像头组件，其特征在于，所述处理器还用于：
确定所述第一彩色原始图像中的第一待滤波图像像素；
确定所述第一彩色原始图像中的第一参考区域，所述第一待滤波图像像素位于所述第一参考区域内；
计算所述第一参考区域中的多个第一参考图像像素相对于所述第一待滤波图像像素的权重，所述多个第一参考图像像素具有与所述第一待滤波图像像素相同的颜色通道，所述权重包括空间域的权重及像素范围域的权重；
根据所述多个第一参考图像像素的所述第一彩色原始图像数据及所述权重对所述第一待滤波图像像素的所述第一彩色原始图像数据进行修正以得到所述第一彩色滤波图像数据；及
遍历所述第一彩色原始图像中的每一个图像像素以得到多个所述第一彩色滤波图像数据。
10.根据权利要求8所述的摄像头组件，其特征在于，所述处理器还用于：
确定所述第二彩色原始图像中的第二待滤波图像像素；
确定所述第二彩色原始图像中的第二参考区域，所述第二待滤波图像像素位于所述第二参考区域内；
计算所述第二参考区域中的多个第二参考图像像素相对于所述第二待滤波图像像素的权重，所述多个第二参考图像像素具有与所述第二待滤波图像像素相同的颜色通道，所述权重包括空间域的权重及像素范围域的权重；
根据所述多个第二参考图像像素的所述第二彩色原始图像数据及所述权重对所述第二待滤波图像像素的所述第二彩色原始图像数据进行修正以得到所述第二彩色滤波图像数据；及
遍历所述第二彩色原始图像中的每一个图像像素以得到多个所述第二彩色滤波图像数据。
11.根据权利要求8所述的摄像头组件，其特征在于，所述处理器还用于：
确定所述第一彩色滤波图像中的第一待融合图像像素及所述第二彩色滤波图像中的第二待融合图像像素，所述第一待融合图像像素在所述第一彩色滤波图像中的位置与所述第二待融合图像像素在所述第二彩色滤波图像中的位置对应；
确定所述第一彩色滤波图像中的第一选定区域及所述第二彩色滤波图像中的第二选定区域，所述第一待融合图像像素位于所述第一选定区域内，所述第二待融合图像像素位于所述第二选定区域内；
计算所述第一选定区域中的多个第一选定图像像素的所述第一彩色滤波图像数据的加权和以得到第一彩色融合图像数据，计算所述第二选定区域中的多个第二选定图像像素的所述第二彩色滤波图像数据的加权和以得到第二彩色融合图像数据，所述多个第一选定图像像素具有与所述第一待融合图像像素相同的颜色通道，所述多个第二选定图像像素具有与所述第二待融合图像像素相同的颜色通道；
根据所述第二待融合图像像素的所述第二彩色滤波图像数据、所述第一彩色融合图像数据及所述第二彩色融合图像数据计算所述第一待融合图像像素的彩色目标图像数据；
遍历所述第一彩色滤波图像中的每一个所述图像像素以得到多个所述彩色目标图像数据，多个所述彩色目标图像数据组成所述目标图像。
12.根据权利要求7所述的摄像头组件，其特征在于，每个所述子单元包括一个所述彩色感光像素时，该一个所述彩色感光像素接收光线后生成的一个电信号作为一个所述第一彩色原始图像数据；
每个所述子单元包括多个所述彩色感光像素时，该多个所述彩色感光像素接收光线后生成的多个电信号的和值或均值作为一个所述第一彩色原始图像数据；
每个所述子单元包括一个所述全色感光像素时，该一个所述全色感光像素接收光线后生成的一个电信号与该子单元中的所有所述彩色感光像素接收光线后生成的所有电信号的和值或均值作为一个所述第二彩色原始图像数据；
每个所述子单元包括多个所述全色感光像素时，该多个所述全色感光像素接收光线后生成的多个电信号与该子单元中的所有所述彩色感光像素接收光线后生成的所有电信号的和值或均值作为一个所述第二彩色原始图像数据。
13.根据权利要求7所述的摄像头组件，其特征在于，在每个所述子单元中，所述全色感光像素与所述彩色感光像素交替设置；或
在每个所述子单元中，处于同一行的多个感光像素具有相同的颜色通道；或
在每个所述子单元中，处于同一列的多个感光像素具有相同的颜色通道。
14.一种移动终端，其特征在于，包括：
壳体；及
权利要求7至13任意一项所述的摄像头组件，所述摄像头组件与所述壳体结合。
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