[发明专利]用于重建由覆盖有滤色器马赛克的传感器获取的彩色图像的方法

说明书

本发明涉及一种用于重建由光敏传感器(2)获取的彩色图像的方法，该光敏传感器覆盖有不同颜色的滤波器的马赛克(3)，所述不同颜色的滤波器构成了基本图案(6)，从而在由所述传感器(2)获取彩色图像之后获得去马赛克矩阵与来自传感器(2)的马赛克图像(5)的矩阵表示的乘积，所述去马赛克矩阵与马赛克图像的矩阵表示的乘积执行马赛克图像(5)的每个像素的颜色的内插作为基本图案(43)的像素邻域的函数，所述基本图案对应于滤波器的马赛克(3)的基本图案(6)。

技术领域

本发明属于由单传感器相机获取的图像的处理领域。本发明更具体地涉及在由传感器获取彩色图像后的该彩色图像的重建，该传感器覆盖有由多个颜色的滤波器的马赛克组成的滤波器。

背景技术

通常，相机包括至少一个物镜，该物镜由一个或更多个光学部件(例如透镜)组成。相机的物镜将捕获的光引导到由光敏单元组成的传感器上。将一个或更多个滤色器应用于传感器以允许重建由传感器接收的光的光谱。

相机还可以在物镜和传感器之间的光路上包括以下部件中的一个或全部：滤除红外的滤波器(IRcut)、光学低通(OLP)空间滤波器、用于将光聚焦到传感器的每个单元上的微透镜。

相机可以是照相设备或能够捕获图像并具有光敏传感器的任何其他装置，该光敏传感器提供有称为马赛克的滤色器矩阵。

在图1a中示出了由第一光敏传感器2通过滤波器的第一马赛克3获取彩色图像1的一般原理。滤波器的第一马赛克3使第一传感器2的每个像素4具有不同的光谱灵敏度以允许在产生的图像上如实地表示颜色。第一传感器2的每个像素4表示第一传感器2的一个感光点。每个感光点是在一定波长范围内对发光强度敏感的光电单元，其通过产生与其光谱敏感度有关的小电流来进行转换。

图1a示出了由不同颜色的滤波器的第一马赛克3组成的滤波器矩阵的示例。该示例示出了大小为H×W的滤波器的第一矩阵3，其包括根据第一基本图案6布置的不同颜色的六个滤波器，该第一基本图案的示例在图1b中示出。重复尺寸为h×w的第一基本图案6，以在两个基本图案之间没有任何重叠的情况下覆盖滤波器的整个第一马赛克3。

所获取的彩色图像5是具有P个颜色分量、即具有P个颜色的图像。在图1b所示的示例中，P个颜色分量是六个滤波器F1、F2、F3、F4、F5、F6的颜色。六个滤波器F1、F2、F3、F4、F5、F6设置在大小为3×3的第一基本图案6中。载有待获取的彩色图像1的光在到达图1a中的以像素矩阵的形式所示的第一传感器2上之前穿过滤波器的第一矩阵3。滤波器的第一矩阵3设置为完全覆盖大小为H×W的第一传感器2。

在由覆盖有滤波器的第一马赛克3的第一传感器2获取图像之后，该图像的重建使用了称为去马赛克或去矩阵的方法。由于每个像素4覆盖有特定颜色的滤波器，因此每个像素采样一种颜色。因此，有必要实现一种用于以由每个像素4接收的光的颜色重建构图的方法。为此使用去马赛克方法。去马赛克方法特别包括不同像素4的色度的内插。去马赛克方法使用应用于由第一传感器2产生的原始图像5的去马赛克矩阵。“原始图像”5是指在获取彩色图像1之后直接离开第一传感器2的数据。