全色与彩色像素的插值制造技术

一种用于形成最终的数字彩色图像的方法，包括：使用图像传感器捕捉图像，所述图像传感器具有全色像素和与至少两种彩色光响应对应的彩色像素；根据捕捉的图像提供数字高分辨率全色图像和数字高分辨率色差图像；以及使用所述数字高分辨率全色图像和数字高分辨率色差图像来产生最终的数字高分辨率全彩色图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及数字图像处理操作领域，所述数字图像处理操作特 别适用于各种成像设备。
技术介绍
视频照相机和数字静止照相机 一 般釆用具有滤色器阵列的单 一 图 像传感器来记录场景。这种方法以稀疏分布的单通道图像开始，其中颜 色信息由滤色器阵列模式进行编码。对相邻像素值的随后插值允许重建完整的三通道全彩色图^f象。在Hamilton等人的美国专利No. 5506619中 可以看到这个过程的一个实例。在微光成像情况下，有利的是不对滤色器阵列中的 一个或多个像素 进行滤波，即在光谱灵敏度方面呈白色或全色。这些全色像素具有捕捉 系统的最大光敏度能力。采用全色像素代表捕捉系统中光敏度和色空间 分辨率之间的折衷。为此，描述了许多四颜色滤色器阵列系统。Dyck等 人的美国专利No. 6529239教导了 一种排列成呈棋盘格状镶嵌在传感器 表面上的2x2块的绿-青-黄-白才莫式。Hubina等人的美国专利 No. 6757012公开了红-绿-蓝-白模式和黄-青-品红-白模式二者。在这两 种情况下，颜色排列在呈棋盘格状镶嵌在成像器的表面上的2x2块中。 这种系统的困难在于，滤色器阵列中只有四分之 一 的像素具有最大光敏 度，从而限制了该捕捉设备的总体微光性能。为了满足在滤色器阵列中使更多像素具有最大光敏度的需要， Frame的美国专利申请公开2003/021 0332描述了一种大多数像素未加 滤波的像素阵列。相对较少的像素专用于捕捉来自场景的颜色信息，得 到具有低的色空间分辨率性能的系统。此外，Frame还教导了使用简单 的线性插值技术，所述简单的线性插值技术不响应或者保护图像中的高 频色空间细节。所需要的是具有全色和彩色像素的适当组成的滤色器阵列，以便提 供改善的微光灵敏度和改善的色空间分辨率保真度。此外，需要处理由 这种滤色器阵列产生的图像数据以便保护和增强全色和彩色空间细节并且最终产生全彩色全分辨率的图像的方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于形成最终的数字彩色图像的方法，该方法包括(a) 使用图像传感器捕捉图像，所述图像传感器具有全色像素和 与至少两种彩色光响应对应的彩色4象素；(b) 根据捕捉的图像提供数字高分辨率全色图像和数字高分辨率 色差图像；以及(c) 使用所述数字高分辨率全色图像和数字高分辨率色差图像来 产生最终的数字高分辨率全彩色图像。本专利技术的一个特征在于，可以以改善的图像保真度在微光捕捉下捕 捉图像。本专利技术的另一个特征在于，通过使用自适应图像处理策略来改善图 像保真度。附图说明图1为用于实现本专利技术的包括数字照相机的计算机系统的透视图2为优选实施例的框图3为图2中的方块204的更详细的框图4为在图2的方块200中的像素区域；图5为在图2的方块202中使用的像素区域；图6为在图2的方块202中产生的像素区域；图7为在图2的方块204中使用的像素区域；图8为在图2的方块204中产生的像素区域；图9为在图2的方块206中产生的像素区域；图10为在图2的方块210中产生的像素区域；图11为可替换实施例的图2中的方块200中产生的像素区域；图12为可替换实施例的图2中的方块202中使用的像素区域；图13为可替换实施例的图2中的方块204中使用的像素区域；图14为可替换实施例的图2中的方块200中产生的像素区域；图15为可替换实施例的图2中的方块202中使用的像素区域；图16为可替换实施例的图2中的方块204中使用的像素区域；图17为可替换实施例的图2中的方块204中产生的像素区域；图18为可替换实施例的图2中的方块210中的像素区域；图19为可替换实施例的图2中的方块200中产生的像素区域；图20为可替换实施例的图2中的方块202中使用的像素区域；图21为可替换实施例的图2中的方块204中使用的像素区域；以及图22为可替换实施例的图2中的方块204中产生的像素区域。 具体实施例方式在下面的说明中，将按照通常将实现为软件程序的方面来描述本发 明的优选实施例。本领域技术人员应当容易认识到，也可以以硬件构造 这种软件的等效物。由于图像操纵算法和系统是众所周知的，因此本说 明书将特别着眼于形成依照本专利技术的系统和方法的 一部分或者更加直 接地与依照本专利技术的系统和方法协同操作的算法和系统。本文没有具体 示出或者描述的这种算法和系统的其他方面以及用于产生和以其他方 式处理与其有关的图像信号的硬件或软件可以从本领域中已知的这种系统、算法、部件和元件中选取。给定在下列材料中依照本专利技术描述的 系统，本文没有具体示出、建议或者描述的、对实现本专利技术有用的软件 是常规的并且为本领域中的普通技术人员所熟悉。另外，如在本文中所使用的，所述计算机程序可以存储于计算机可 读存储介质上，所述计算机可读存储介质可以包括例如诸如磁盘(例 如硬盘驱动器或软盘)或磁带之类的磁存储介质；诸如光盘、光带或机 器可读条形码之类的光学存储介质；诸如随机存取存储器(RAM)或只 读存储器(ROM)之类的固态电子存储设备；或者用来存储计算机程序 的任何其他物理设备或介质。在描述本专利技术之前，有助于理解的是，应当指出本专利技术优选地用于 例如个人计算机的任何公知的计算机系统上。因此，本文将不对计算机 系统详加讨论。另外有指导意义的是，应当指出图像或者直接输入到计 算机系统中(例如通过数字照相机)，或者在输入到计算机系统之前进 行数字化(例如通过扫描诸如卣化银胶片的原物)。参照图1,其示出了用于实现本专利技术的计算机系统110。尽管示出的计算机系统110用于说明优选实施例的目的，但是本专利技术并不限于所 示出的计算机系统iio,而是可以用于诸如在家用计算机、售货亭、零售或批发照相洗印加工中看到的任何电子处理系统上，或者可以用于处理数字图像的任何其他系统上。计算机系统110包括用于接收和处理软 件程序并且用于执行其他处理功能的基于微处理器的单元112。显示器 114电连接到基于微处理器的单元112,用于例如通过图形用户接口显 示与软件关联的用户相关信息。键盘116也连接到基于微处理器的单元 112,用于允许用户向软件输入信息。作为对使用键盘116进行输入的 可选方案，鼠标118可以用于移动显示器114上的选择器120并且用于 选择选择器120所覆盖的项目，这在本领域中是众所周知的。将通常包含软件程序的光盘只读存储器(CD-ROM) 124插入基于微 处理器的单元，用于提供一种向基于微处理器的单元112输入软件程序 和其他信息的方式。此外，软盘126也可以包含软件程序，并被插入到 基于微处理器的单元112中以便输入该软件程序。可替换地，光盘只读 存储器(CD-ROM )124或者l欠盘126可以插入位于外部的盘驱动单元122, 该盘驱动单元122连接到基于微处理器的单元112。此外，如本领域中 众所周知的，可以对基于微处理器的单元112进行编程，以便内部存储 软件程序。基于微处理器的单元112还可以具有到诸如局域网或因特网 之类的外部网络的网络连接127,例如电话线。打印机128也可以连接 到基于微处理器的单元112,用于打印来自计算机系统110的输出的硬 拷贝。图像也可以通过个人计算机卡(PC卡)130显示在显示器114上， 所述PC卡例如先前所知的PCMCIA卡(基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成最终的数字彩色图像的方法，包括：　（ａ）使用图像传感器捕捉图像，所述图像传感器具有全色像素和与至少两种彩色光响应对应的彩色像素；　（ｂ）根据捕捉的图像提供数字高分辨率全色图像和数字高分辨率色差图像；以及　（ｃ）使用所述数字高分辨率全色图像和数字高分辨率色差图像来产生最终的数字高分辨率全彩色图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JE小亚当斯，JF小哈米尔顿，M奥布赖恩，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]