[发明专利]用于在数字拍摄装置中进行彩色内插的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及获得彩色成像的技术，更具体地说，本发明涉及一种用于通过使用多帧来内插彩色值的彩色内插方法和设备。

背景技术

通常，诸如数字相机和摄录机的数字拍摄装置使用诸如电荷耦合器件(CCD)或CMOS成像传感器(CIS)的图像传感器来代替胶卷。CCD和CIS中的每一个均用作将亮度值转换为数字信号，其中，所述亮度通过镜头作用于相应的传感器以形成一个像素。也就是说，通过图像传感器接收的信号值与亮度值相应，其中，接收的图像是黑白图像，而不是人眼看到的彩色图像。为了获取彩色图像，有必要通过使用包括RGB滤波器的传感器来获得每个像素的红、绿、蓝(RGB)值。在这种情况下，使用RGB颜色的原因在于RGB颜色是光的三种基本颜色，而且，RGB颜色还属于人眼中的视锥细胞主要响应的波长带。

如上所述，为了获得高质量的彩色图像，需要三倍于黑白图像的CCD或CIS像素。这种传感器是高价装置，这大大影响了相机价格的确定。因此，尽管专业广播装置使用高价的3-CCD，其中，所述3-CCD通过经由3个CCD接收R、G、B颜色中的每一种来获得原始颜色，但是由于昂贵的价格以及3-CCD内部所需的附加技术，所以个人用户很少拥有这种传感器。

为了显示彩色图像，图像必须包括关于每个像素的三种颜色(即，RGB颜色)的所有信息。然而，通常，相机传感器的构建方式为：在CCD或CMOS表面涂上彩色滤波器阵列(CFA)，以便选择性地获得RGB颜色中的一个的值。因此，通过使用周围像素的彩色信息进行彩色内差来计算关于每个像素的两种丢失颜色的信息。

Bayer格式是由Bayer基于以下事实建议的CFA格式：绿色(G)包括比红色(R)和蓝色(B)中的每一种更多的亮度信息。图1是示出对于每个像素获得单种颜色的Bayer格式的示图。大多数包括PDA的当前相机电话因为体积、硬件等方面的问题而使用单个CCD或CMOS。单个CCD和单个CMOS主要使用Bayer RGB或青-品红-黄-绿(CMYG)CFA，其对于一个像素仅具有一种颜色的信息。在这种情况下，为了获取彩色图像，需要适当的彩色内插。

图2是示出通过使用彩色内插将Bayer格式的数据转换为对于每个像素具有关于三种颜色(RGB)的信息的图像数据的示例的构思图。在彩色内插中，双线性彩色内差比较简单且被广泛使用，其通过等式1来获得丢失的彩色信息。例如，基于下面的等式1，通过使用4个周围的“G”颜色来计算图2中与像素23相关的颜色“G23”。

$G_{23}=\frac{G_{13}+G_{22}+G_{24}+G_{33}}{4}...\left(1\right)$