[发明专利]一种小尺寸像元图像传感器的色彩还原方法

说明书

本发明涉及一种小尺寸像元图像传感器的色彩还原方法，包括图像标记，图像拆分，色彩还原和图像组合四个步骤，首先，将四拜耳模式图像依次赋值并均匀划分，并对划分后的图像进行色彩还原，最后再将还原后的彩色图像进行有序组合，获得完整还原的彩色图像。本发明利用2倍尺寸的颜色滤镜替代还原出原始图像的色彩，不增加元器件的制造成本且制造简单，容易实现，解决小尺寸像元的颜色滤镜无法制造的问题。

技术领域

本发明涉及一种小尺寸像元图像传感器的色彩还原方法，属于图像处理技术领域。

背景技术

摄像头的成像过程就是将光信号数字化的过程。光线首先通过镜头，达到感光元件，即图像传感器CCD, CMOS等，将光线信号转为数字信号，再经过专门的数字信号处理芯片进行后续的信号加工后传输到相机等设备上。

上述介绍的感光强度的图像传感器，只能传输黑白照片，也就是灰度图，如果需要最后输出彩色图像，即想要感知不同波段的光，最直接的做法就是在感光元件前加入不同颜色的滤镜，从而滤出RGB三个通道的颜色。但是用这种方法如果对每个像元都获得三个通道的光强，则需要对每个像元都应用三个滤镜，成本过高。柯达公司工程师布莱斯-拜耳,也就是拜耳阵列的发明人，想到了一种解决方案，就是拜耳阵列。拜耳阵列并没有在每个像元上放置三个颜色的滤镜，而是有间隔的在每个像元上放置单一颜色的滤镜，这样就能得到一个颜色值空缺的图片，这些空缺的值可以通过各种插值手段进行填充。

随着图像传感器技术的进一步发展，图像传感器的每一个像元尺寸在逐渐缩小，将达到纳米级别，但是相对应的拜耳模式滤镜，由于生产工艺的局限，无法制造出同尺寸级别的拜耳模式，这就衍生了一种叫做四拜耳模式的滤镜，即四个同颜色的拜耳阵列排在一起，把这4个相同颜色的拜耳阵列当作一个整体，其实又是一个经典的拜耳阵列，宽高各为像元尺寸的2倍，那么目前的生产工艺能够制造出这种2倍像元尺寸的拜耳阵列。

如上所述，最终获得的彩色图像是通过各种插值手段还原，基于传统的拜耳阵列色彩还原方法就不适用四拜耳模式，因此，本发明提出一种带有四拜耳模式的小尺寸像元图像传感器的色彩还原方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种小尺寸像元图像传感器的色彩还原方法，其具体技术方案如下：

小尺寸像元图像传感器的色彩还原方法，包括以下步骤：

步骤1：图像标记：将四拜耳模式图像划分为多个区域，每个所述区域均匀划分为四个单元，每个所述单元依次标记；

步骤2：图像拆分：将每个四拜耳模式图像拆分为四个单独的拜耳模式图像，每个单独的拜耳模式图像均由四个区域中标记相同的单元构成，每个单独的拜耳模式图像的长度和宽度与原来四拜耳模式图像的长度和宽度对应，且为其数值的的一半；

步骤3：色彩还原：每个单独的拜耳模式图像运用传统的插值手段进行色彩还原，并相应得到4幅彩色图像，每个彩色图像的长度和宽度与原来单独的拜耳模式图像的长度和宽度对应，且为其数值的一半；

步骤4：图像组合：将彩色图像中相同区域、赋值不同的单元依次组合排列，获得色彩还原后的彩色图像。

进一步的，所述步骤1中四拜耳模式图像划分为多个区域，并依次分为G区域、R区域和B区域，所述G区域、R区域和B区域的分布比例为2：1：1，所述G区域均匀划分四个单元，四个所述单元依次赋值标记为G1、G2、G3，G4，所述R区域均匀划分四个单元，四个所述单元依次赋值标记为R1、R2、R3，R4，所述B区域均匀划分四个单元，四个所述单元依次赋值标记为B1、B2、B3，B4。

进一步的，所述步骤2中对每个单独的拜耳模式图像领域内的颜色值加权平均，相应得到还原颜色的G区域分量、R区域分量和B区域分量，并对分布在R区域和B区域的G区域进行还原，对分布在B区域和两个G区域的R区域进行还原，对分布在R区域和两个G区域的B区域进行还原。