[发明专利]中间位置处的像素的颜色值的确定

说明书

用于处理图像传感器的图像数据的图像处理装置具有用于在规则设置的第一像素上的至少一个第一颜色和第二颜色的马赛克滤波器，图像处理装置构成用于：为在第一像素之间的中间位置处的第二像素确定第二颜色的颜色值。该确定包括为第一颜色和第二颜色，通过借助于相应的局部滤波器在中间位置的附近内插相应的颜色的像素来确定颜色的低噪声的颜色值；通过借助于局部滤波器在中间位置的附近区域中内插至少第一颜色的像素来确定中间位置处的亮度值，局部滤波器的滤波器系数满足第一条件：滤波器系数的重心对应于中间位置；基于第二颜色的低噪声的颜色值以及第一颜色的低噪声的颜色值和亮度值之间形成的差构成的总和来确定中间位置处的第二颜色的颜色值。

技术领域

本发明涉及一种用于处理图像传感器的图像数据的图像处理装置，所述图像传感器具有用于在规则设置的第一像素上的至少一个第一颜色和第二颜色的马赛克滤波器，以及涉及一种数码相机，所述数码相机包括图像传感器和图像处理装置。本发明此外涉及一种相应的图像处理方法以及一种计算机设备和一种计算机程序产品。

背景技术

在工业环境中，经常使用数码相机，例如在德国专利申请DE 10 2013 000 301中所描述的并且在该处在图1中所示出的数码相机。

图1示意性地并且示例性地示出具有镜头22的数码相机10的构造。图像场景30经由镜头22成像到图像传感器31上，所述图像传感器具有规则设置的光敏元件，即所谓的像素。图像传感器31将电子数据传送给通常位于相机10中的计算单元32，所述计算单元例如包括处理器、数字信号处理器(DSP)或者所谓的现场可编程门阵列(FPGA)。在此会需要：例如借助于模数转换器(在附图中未示出)，将模拟的图像数据转换为数字的图像数据。在计算单元32中，在随后将图像数据经由接口(界面)33作为电子信号34输出之前，必要时仍基于这些图像数据执行期望的数学运算，例如颜色校正或者换算为另一图像格式。替选地，输出图像也能够在数码相机10外部计算，例如借助于计算机计算。

作为数码相机不仅使用单色的黑白相机而且使用多色的彩色相机。用于拍摄彩色图像的最常用的方法是使用所谓的马赛克滤波器，例如所谓的拜耳模板，所述拜耳模板从美国专利文献US 3,971,065(在该处尤其图6)中已知。在此，在像素上存在由用于红(R)、绿(G)和蓝(B)的颜色滤波器构成的规则图案，使得每个像素仅对于相应颜色的光是敏感的。在拜耳模板中，绿色通常是蓝色或红色的两倍。

数码彩色相机的使用者通常希望使用彩色图像，其中对于每个像素位置存在完整的颜色值。在此，将这种颜色值理解为颜色空间中的位置。最常用的颜色空间是三维的，例如RGB颜色空间、sRGB颜色空间、XYZ颜色空间、YUV颜色空间或者L*a*b*颜色空间。颜色值通常具有三个分量作为三维的颜色空间的位置。本领域技术人员已知用于将一个颜色空间的颜色值换算为另一颜色空间的颜色值的数学方法，例如参见A.Koschan和M.Abidi:“Digital Color Image Processing”,John WileySons,Hoboken,NJ,USA,2008。此外，已知用于传输颜色值的方法，例如作为8位RGB，作为12位RGB或者作为YUV4-2-2传输。

因为每个像素仅对于一种颜色的光是敏感的，即仅提供一维的信息，所以将确定该像素的颜色值作为三维的颜色空间中的值是欠定的。因此，通常为了确定所缺少的信息而加入相邻像素的信号，尤其如下像素的信号，所述像素具有不同颜色的滤波器。这种数学方法被称为去颜色转换功能、去马赛克或者滤色阵列(CFA)内插。作为去颜色转换功能的结果，于是对于每个像素存在多维的颜色值。

也已知如下数码相机，所述数码相机已经在图像传感器平面上针对每个像素产生多于一个的颜色值(例如参见按美国专利文献US6,614,478的图4)。这种在此也称为多重传感器相机的数码相机，通常具有分束器，借助于所述分束器在多个、彼此对准的图像传感器上成像图像。然而，这种方法由于多个所需要的光学构件、电子构件和机械构件以及所需要的具有小的生产公差的高的精度而是非常昂贵的。