[发明专利]遗失色彩值分量重建方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种遗失色彩值分量重建方法，尤指应用于一贝尔图案像素点矩阵中的一待重建像素点上的遗失色彩值分量重建方法。另外还涉及一种遗失色彩值分量重建装置。

背景技术

在现今的相机市场中，数字相机几乎已经取代了传统相机而成为主流，其中最大的不同处在于传统相机是利用感光底片来感测影像，而数字相机则是利用电荷耦合组件(Charge Coupled Device，简称CCD)或互补式金氧半晶体管传感器(CMOS sensor)来感测影像。不过，由于电荷耦合组件或互补式金氧半晶体管传感器只能感测到光线的强弱，并不能感测到颜色的变化。因此，当数字相机要能具有彩色影像感测的能力时，制造者必须在电荷耦合组件或互补式金氧半晶体管传感器的前面加上彩色滤光片(Color Filter，简称CF)来进行分色的动作。

而彩色滤光片通常都是采用红绿蓝(RGB)三原色来进行分色，所以需要三个电荷耦合组件的像素点来分别进行撷取，最后再将三个电荷耦合组件的像素点所撷取到的三色彩值混合成全彩影像中的一个像素点。但由于成本以及尺寸上的考虑，一般数字相机只会使用单一电荷耦合组件的像素点来进行色彩撷取，如此将使得每一个像素点只能撷取到红绿蓝(RGB)三原色中的某一色彩值分量，造成同位置上其它的两个色彩值分量遗失。

而为能在低成本与小尺寸的限制下，找回因节省电荷耦合组件数量而损失的色彩值分量，以下的重建方法便被发展出来。请参见第一图，其为目前的数字相机中最常见的彩色滤光数组(Color Filter Array，简称CFA)图案示意图，其中每一个方块对应至电荷耦合组件中的一像素点，而由图式可清楚看出，图案中的绿色(G)、蓝色(B)与红色(R)的像素点数量比例为2∶1∶1，而此种排列方式通常被称为贝尔图案(Bayerpattern)，其细节可参考第3971065号的美国专利说明书。于是必须利用第一图所示的彩色滤光数组图形与电荷耦合组件所搭配撷取到的色彩值分量，再进行内插运算法的数学运算，藉以推测重建出每一个像素所遗失的其它色彩值。

而关于内插运算法的种类非常多，但基本上可分为两类，第一类称为固定式影像内插法，属于此类的内插方法有最邻近点(nearest)内插法、双线性(bilinear)内插法以及色彩平缓转换(Smooth Hue Transition)内插法等等。但因此类内插法在进行内插运算来获得某一像素点中遗落的色彩值时，其所取的邻近点相对于该像素点的相对位置是固定的，所以此类内插法本身并没有侦测边缘的能力，因此其所重建出来的影像边缘线条部份会产生影像模糊的现象。

而为能改善上述缺失，称为非固定式影像内插法的第二类方法便被发展出来，此类内插法在进行内插运算来获得某一像素点中遗落的色彩值时，其所取的邻近点相对于该像素点的相对位置便是不固定的，意即此类内插法本身具有侦测边缘的能力，因此可以降低边缘模糊的现象。例如美国专利第5629734号说明书便描述出利用此类内插法来进行色彩值重建的技术手段与相关电路，但该案技术的缺失在于其仅利用与欲重建遗失色彩值的该像素点同行及同列的邻近像素点的色彩值信息来进行取样点的判断与选择，配合图1所示，此前案所选择的邻近像素点皆位于欲重建遗失色彩值的像素点1的同行及同列上(如图中所示的两箭头线条)，所以重建的影像仅能有限度地降低边缘模糊的现象。

综合上述理由可得知，目前的色彩值重建法仍无法有效地反应出各个方向的影像边缘，因此重建后的色彩误差仍有相当大的改善空间，而如何能改善上述现有手段在这方面上的缺失，为发展本发明的最主要的目的。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种遗失色彩值分量重建方法，它可以提高色彩值重建后的边缘影像的清晰度。

另外，本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种遗失色彩值分量重建装置，应用该装置可以提高色彩值重建后的边缘影像的清晰度。