[发明专利]镶嵌图像处理方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是基于2012年11月1日提交的申请号为201180022148.X、发明创造名称为“彩色成像设备”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种镶嵌图像处理方法，特别是一种抑制彩色波纹产生的镶嵌图像处理方法。

背景技术

在彩色成像设备中包含单板式彩色成像元件，单板式彩色成像元件的输出图像是RAW图像（镶嵌图像）。因此，通过根据周围像素对丢失颜色的像素进行插值的方法（去镶嵌化处理，demosaicing processing）来获得多通道图像。此时，在高频图像信号的再现特性方面会存在问题。

原色Bayer阵列是广泛应用于单板式彩色成像元件的一种颜色阵列，其包括按方格图案布置的绿（G）像素以及相继布置成直线型的红（R）和蓝（B）像素。因此，存在低频着色（颜色波纹）的问题，其是由超过颜色再现带宽的高频信号的交叠以及颜色相位的偏移所引起的。

例如，如图10(A)所示的黑白垂直条纹图案（高频图像）进入如图10(B)所示的Bayer阵列图像单元，其图案被分成Bayer颜色阵列以比较颜色。如图10(C)到图10(E)所示，R形成亮的单色图像（flat color image），B形成暗的单色图像，而G形成明暗交错的彩色图像。尽管RGB图像与原始的黑白图像相比不存在浓度差别（水平差异），但是图像的着色取决于颜色阵列及输入频率。

在使用单板式彩色成像元件的彩色成像器件中，由晶体等各向异性物质组成光学低通滤波器，其布置在彩色成像元件的前方以阻止高频波的光学减少。然而，虽然在此方法中由交叠高频信号引起的着色会减少，但相应地存在分辨率降低的问题。

为解决上述问题，提出了一种彩色成像元件，其中彩色成像元件的彩色滤波器阵列是一种三色随机阵列，其满足任意目标像素在其四面均与包括目标像素颜色在内的三种颜色相邻的阵列约束条件（PTL1）。

提出了一种彩色滤波器阵列的图像传感器，其中图像传感器包括具有不同光谱灵敏度的多个滤波器，所述多个滤波器中的第一和第二滤波器以第一预定周期交替地布置在图像传感器像素网格中的一个对角线方向上，并且以第二预定周期交替布置在第二对角线方向上（PTL2）。

此外，提出了包含彩色成像元件的成像设备，其中在水平和垂直方向上每三个像素布置RGB三原色中的R和B，并且在R和B之间布置G（PTL3）。在PTL3所述的彩色成像元件中，最有助于获得亮度信号的G像素布置得远多于R和B像素，因为色差信号的分辨率要低于亮度信号的分辨率。这可以提高水平和垂直方向上的分辨率。

引用列表

专利文献

PTL1：日本专利申请公开号No.2000-308080；

PTL2：日本专利申请公开号No.2005-136766；

PTL3：日本专利申请公开号No.8-23543。

发明内容

技术问题

PTL1所述的三个颜色随机阵列对于低频彩色波纹有效，但对于高频段失真颜色（false color）并不是有效的。

同时，PTL2所述的图像传感器彩色滤波器阵列中，R、G和B滤波器周期地布置在彩色滤波器阵列的水平和垂直方向的线上。在从包括PTL2所述发明的彩色滤波器阵列的图像传感器输出的镶嵌图像的去镶嵌化处理过程中，提取目标像素周围的预定尺寸图像的局部区域，计算与局部区域中目标像素颜色的颜色分布形状和其他需要估算颜色的颜色分布形状有关的统计量，并且基于目标位置处的颜色强度和颜色分布形状的统计量对颜色分布形状进行线性回归，以计算目标像素位置处的其他颜色的估计值。与颜色分布形状有关的统计量（协方差值）的计算以及回归计算过程在PTL2所述发明中是必要的，并且存在图像处理过程较为复杂的问题。

PTL3所述的彩色成像元件仅包含位于水平和垂直方向上的G像素线。因此，彩色成像元件在水平和垂直方向上对于高频部分的失真颜色并不是有效的。

本发明鉴于上述情况而作出，本发明的一个目的是提出一种彩色成像设备，其通过简单的图像处理可以抑制高频部分失真颜色的产生。

解决问题的技术手段