补足像素色彩的内插法制造技术

本发明专利技术提供一种补足像素色彩的内插法，应用于一绿、红、蓝像素所组成的阵列的色彩补足，使每一像素各含有红、蓝、绿三元素。本发明专利技术的内插法包括：在接收该像素阵列的信号之后，先判断四个绿像素周围的水平与垂直方向的信号走势变化，根据变化最小的方向，将每一红／蓝像素邻接的二绿像素加以平均，以利用此平均值补足红／蓝像素的绿色元素的资料，接着再对于水平及垂直方向的像素，分别以内插法补足每一像素所遗失的蓝色或红色元素，进而使每一像素各含有绿、红、蓝三元素。本发明专利技术能提供准确的插补色彩值，以达成高分辨率且分辨率稳定的功效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种补足像素色彩的方法，特别是关于一种增加判断信号走势变化流程的像素色彩内插法，以提供准确的色彩插补值。
技术介绍
影像传感器阵列广泛应用在数字摄影中用以记绿影像信号的装置，在每一影像感测器上组成画面的最小单位被称为像素中(pixel)，换言之，每一像素即为一个光电体。由于像素本身只对光的强度有反应，但对光的色彩则完全没有分释能力，所以单纯影像或感测器阵列本身只能拍得灰阶的影像，若要拍到彩色的影像，便要在影像感测器阵列的每一光电体前加上红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色中的滤镜或滤光片，使每一个光电体只能接收和量度其中一种原色的光度强弱，其中，R滤镜、G滤镜及B滤镜分别仅让红光、绿光及蓝光通过。如图1所示，影像传感器阵列的影像像素较普遍的排列方式为绿、蓝(G、B)一列，另一列则是红、绿(R、G)列，进而依序排列组成分布平均的RGB矩阵排列，而另一种常用的排列方式则是CYGM(Cyan-Yellow-Green-Magenta)。由于每一影像像素仅具有单一色彩元素，因此利用影像处理器接收来自于影像传感器阵列的影像像素辉度数之后，通常先利用内插法(interpolation)重建每一影像像素所遗失的色彩元素，以使每一像素皆具有三原色。现有技术色彩插补方法是利用每一原色像素旁边的其它像素，为每一原色像素计算出其余两色的资料。举例来说，如图1所示，每一红色像素10的周边分别有着四个蓝色像素12和四个绿色像素14，像素插值系统会利用最近的四个蓝色像素12的光度平均值和四个绿色像素14的光度平均值，为中心的红色像素10计算出所遗失的绿色和蓝色的资料，以使红色像素得到一完整的RGB光度资料。同理，蓝色和绿色像素12、14的插补原理亦相同。然而，当拍摄一些具有细致彩色线条或精密色彩变化的影像时，若被平均的四点像素其中一点为位于影像边缘或信号走势变化较大之处，则整体平均值将会受此点影响而产生较大的误差，使得此处的分辨率变差，出现色噪(color noise)或色纹现象，而影响整体影像画质。为了改善此问题，台湾专利公告第413797号公开了一种彩色重建的边缘相关内插法，其以中心像素的水平、垂直及45度方向性来作内插，然该专利中仅以绿色(G)光度值的走势来判断方向性，而仍存在着误判方向的可能性，导致插补值不一定正确，无法提供稳定的分辨率。
技术实现思路
本专利技术提供一种补足像素色彩的内插法，以提供准确插补值，使细致彩色线条及精密色彩变化的影像仍可保持高分辨率。本专利技术提供的补足像素色彩的内插法，应用于光线通过一彩色滤光片后所产生的影像像素阵列，该影像像素阵列为红像素、蓝像素及绿像素所组成，该内插法用以将每一该像素所遗失的色彩元素予以补足，使每一像素各含有红、蓝、绿三元素，该补足像素色彩的内插法包括下列步骤接收该影像像素阵列的信号，且判断该影像像素阵列中该绿像素周围的水平与垂直方向的信号走势变化；根据变化最小的方向，将每一红/蓝像素邻接的二绿像素加以平均，所得的平均值成为每一该红/蓝像素中的绿色元素的资料；以及对于水平及垂直方向的所有像素，分别以内插法补足每一像素所遗失的蓝色元素或/及红色元素，进而使每一像素各含有绿、红、蓝三元素。本专利技术提供一种补足像素色彩的内插法，应用于光线通过一彩色滤光片后所产生的影像像素阵列，该影像像素阵列包含有第一像素、第二像素及第三像素，该内插法用以将每一该像素所遗失的色彩元素予以补足，使每一该像素各含有第一元素、第二元素及第三元素，该补足像素色彩的内插法包括下列步骤接收该影像像素阵列的信号，且判断该影像像素阵列中该第一像素周围的水平与垂直方向的信号走势变化；根据变化最小的方向，将每一该第二/第三像素邻接的二该第一像素加以平均，所得的平均值成为每一该第二/第三像素中的第一元素的资料；对于水平及垂直方向的该等像素，分别以内插法补足每一该像素所遗失的第二元素或/及第三元素，进而使每一该像素各含有第一、第二及第三元素。本专利技术的补足像素色彩的内插法，能达成影像分辨率高且分辨率稳定的功效，令输出影像呈现自然平滑的图像。附图说明图1为现有技术中在影像像素阵列中插补色彩的示意图。图2为本专利技术所插补的影像像素阵列的示意图。图3为本专利技术补足像素色彩的内插法的流程图。图4A至图4C为本专利技术重建绿色元素的各步骤像素阵列示意图。图5A至图5D为本专利技术以水平方向重建蓝色及红色元素的各步骤像素阵列示意图。图6A至图6D为本专利技术以垂直方向重建蓝色及红色元素的各步骤像素阵列示意图。图7为本专利技术仿真一实际影像的像素阵列的示意图及列示像素的光度值。具体实施例方式本专利技术在进行内插计算之前，先将所欲插补的红/蓝像素周围的四个绿像素进行信号边缘及走势变化的判断，且此判断步骤同时一并考虑绿像素周边的红、蓝像素信号变化，以利用信号变化较小的水平或垂直方向的二个绿像素来加以平均，提供红/蓝像素的绿色元素插补值，再以绿色元素为基础进行其它像素所遗失的红色元素及/或蓝色元素的内插计算，以使整个内插过程的信号数值呈现良好的连接关系。如图2所示，在光线通过一彩色滤光片后所产生的影像像素阵列20，其由多个像素22所组成，包括红像素24、蓝像素26及绿像素28，以一绿、蓝像素(G、B)列及一红、绿像素(R、G)列依序排列形成阵列，进而构成每一红像素24或蓝像素26的周围具有四个绿像素28的阵列。由于每一原色像素22仅具有单一色彩元素，因此必须将每一像素22所遗失的其它二色彩元素予以补足，使每一像素22各含有红、蓝、绿三元素。由于在红、蓝、绿三原色中，绿原色的辉度值最高而可提供较准确的光度资料，因此本专利技术的内插法先以绿像素28为基准，判断其周围的信号走势变化而将二间隔的绿像素28加以平均，此平均值即作为红像素24或蓝像素26所遗失的绿色元素的光度值。本专利技术补足像素色彩的方法采用软件，通常以一影像处理装置来实现。此补足像素色彩的方法的流程图请参阅图3所示，其运用内插法且在内插过程加入判断的流程，请同时参阅图2，本专利技术的方法包括下列步骤首先，如步骤S10，接收由影像传感器阵列所传来的影像像素阵列20的信号，而后由左至右依序扫描影像像素阵列20，每扫描到一蓝像素26或红像素24，以其周围的四个绿像素28为基准，判断此四个绿像素28周围的水平与重直方向的信号走势变化，且此判断信号走势变化的步骤，系根据此四个绿像素28中每一绿像素28的周边的绿像素28及红/蓝像素24/26的值来加以判断；接着如步骤S12，依据变化最小的方向，将每一红/蓝像素24/26邻接的二绿像素28加以平均，此平均值即成为每一红/蓝像素24/26中的绿色元素，如此重复步骤S10及S12，依序扫描且重建每一红、蓝像素24、26中所遗失的绿色元素，直至所有红、蓝像素24、26中的绿色元素重建完成。上述扫描的方向亦可由右至左或由上至下等方向扫描。其中，在步骤S10至S12中，当绿像素28的周围像素22信号值的水平方向的走势变化系较垂直方向小，则以水平方向为基准，将每一红/蓝像素24/26水平二侧邻接的二绿像素28加以平均，此平均值即成为每一红/蓝24/26像素中的绿色元素，以补足其绿色元素；而当绿像素28周围的像素22信号值的垂直方向的走势变化系较水平方向小，则以垂直方向为基准，将每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种补足像素色彩的内插法，应用于光线通过一彩色滤光片后所产生的影像像素阵列，该影像像素阵列为红像素、蓝像素及绿像素所组成，该内插法用以将每一该像素所遗失的色彩元素予以补足，使每一像素各含有红、蓝、绿三元素，该补足像素色彩的内插法包括下列步骤：接收该影像像素阵列的信号，且判断该影像像素阵列中该绿像素周围的水平与垂直方向的信号走势变化；根据变化最小的方向，将每一红／蓝像素邻接的二绿像素加以平均，所得的平均值成为每一该红／蓝像素中的绿色元素的资料；以及对于水 平及垂直方向的所有像素，分别以内插法补足每一像素所遗失的蓝色元素或／及红色元素，进而使每一像素各含有绿、红、蓝三元素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈中平，黄旭鍊，
申请(专利权)人：华晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]