发明名称 在彩色滤光片阵列利用边缘检测和修正项而提供彩色内插之方法及装置
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.02.11
申请号 TW095149970 申请日期 2006.12.29
申请人 美光科技公司 发明人 艾格 撒伯汀
分类号 H04N5/335 主分类号 H04N5/335
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种由使用由一彩色成像器输出之像素值之一处理器所实行之用于影像像素之彩色平面内插的方法,该方法包含以下步骤:选择一像素以供处理;形成与该选择之像素相关之相邻像素之一核心;针对该核心中之所有该等像素计算一彩色图案中之一个色彩之像素值;判定至少三个边缘方向值,该等三个边缘方向值分别表现一水平边缘方向、一垂直边缘方向及一对角线边缘方向;使用该一个色彩之该等计算之核心像素值及基于该等边缘方向值来判定该选择之像素是否位于一影像内之一边缘处,且判定此边缘之方向,其中该边缘之该方向被判定为具有该最大绝对值之该边缘方向值;基于该已判定边缘方向而重新计算该核心中至少一个像素值,其中该重新计算该至少一像素值仅于该边缘方向被判定为水平或垂直时执行;及针对该彩色图案中之每一色彩,基于该等相邻像素、该选择之像素是否位于该边缘及该边缘之方向产生该选择之像素的一值,其中,当该选择之像素被判定为位于该边缘处,该等产生之值之至少一者基于至少一修正项被产生,该至少一修正项基于该边缘之该方向及该等相邻像素之像素值被计算。如请求项1之方法,其中该彩色图案为一拜耳图案。如请求项1之方法,其中该一个色彩为绿色。如请求项1之方法,其中该判定该选择之像素是否位于一影像内之一边缘处包含:计算同一色彩之不同对像素之间的差值;及比较最大差值与一预定临限值。如请求项4之方法,其中该等像素对包括该选择之像素。一种包括影像像素感测器之一感测阵列的彩色成像设备,该设备包含:一第一复数个影像像素感测器,其用于产生一第一色彩之感测值;一第二复数个影像像素感测器,其用于产生一第二色彩之感测值;一第三复数个影像像素感测器,其用于产生一第三色彩之感测值;内插构件,其用于使用该第一色彩之该等感测值来判定一像素核心中之复数个影像像素之该第一色彩之一第一组像素值,该复数个影像像素包括一选择之像素及相邻像素;针对该选择之像素,使用该第一组像素值判定至少三个边缘方向值,该等三个边缘方向值分别表现一水平边缘方向、一垂直边缘方向及一对角线边缘方向,基于该等边缘方向值来判定该选择之像素之一边缘方向,判定一边缘是否用于表现该选择之像素,及基于用于该第一色彩之该第一组像素值、相邻像素及该边缘方像计算用于该选择之像素之该等第一、第二及第三色彩之内插值,其中,当一边缘被表示及该选择之像素系来自该第二或第三复数个影像像素感测器时,用于该等第二及第三色彩之至少一者之该计算之内插值基于至少一修正项被计算,该至少一修正项基于该第一组像素值及该边缘方向被计算;及用于使用该第一、该第二及该第三色彩之内插值来建立一代表性影像之构件。如请求项6之彩色成像设备,其中在计算该等内插值前,基于该边缘方向而重新计算该像素核心之至少一个值。如请求项6之彩色成像设备,其中该像素核心为一3×3像素核心。如请求项6之彩色成像设备,其中如下计算该等边缘方向:DIRhorizontal=max(|S1-S2|,|S2-S3|);DIRvertical=max(|S4-S5|,|S5-S6|);DIRdiagonal1=max(|S7-S8|,|S8-S9|);及DIRdiagonal2=max(|S10-S11|,|S11-S12|),其中使用该核心如下计算S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11及S12:S1=g11+g12+g13 S2=g21+g22+g23 S3=g31+g32+g33;S4=g11+g21+g31;S5=g12+g22+g32;S6=g13+g23+g33;S7=g21+g11+g12;S8=g13+g22+g31;S9=g23+g32+g33;S10=g21+g31+g32;S11=g11+g22+g33;及S12=g12+g13+g23,其中g11、g12及g13为该核心之第一列的像素值,g21、g22及g23为该核心之第二列的像素值,且g31、g32及g33为该核心之第三列的像素值,且其中该边缘方向为具有最大值的方向。如请求项6之彩色成像设备,其中藉由计算相邻像素之差值并比较一最大差值与一边缘临限值来侦测该边缘。如请求项10之彩色成像设备,其中当该选择之像素为绿色时,如下计算该等差值:D1=|Px+1,y-1-Px-1,y+1|;D2=|Px,y-Px,y+2|;D3=|Px-1,y-Px+1,y+2|;D4=|Px,y-1-Px+2,y+1|;D5=|Px+1,y-Px-1,y+2|;及D6=|Px+2,y-1-Px,y+1|,其中Px,y为该选择之像素,且"x"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的列,且"y"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的行。如请求项10之彩色成像设备,其中当该选择之像素为红色或蓝色时,如下计算该等差值:D1=|Px+1,y-1-Px-1,y+1|;D2=|Px+1,y+1-Px-1,y-1|;D3=|Px,y+1-Px,y-1|;D4=|Px+1,y-Px-1,y|;D5=|Px,y-Px,y-2|;D6=|Px,y-Px,y+2|;及D7=|Px,y-Px+2,y|,其中Px,y为该选择之像素,且"x"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的列,且"y"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的行。如请求项8之彩色成像设备,其中当该像素为绿色时,如下计算该3×3核心:g11=Px-1,y-1;g12=MEDIAN(Px-2,y,Px-1,y-1,Px,y,Px,y+1);g13=Px-1,y+1;g21=MEDIAN(Px+1,y+1,Px,y+2,Px,y,Px-1,y+1);g22=Px,y;g23=MEDIAN(Px+1,y+1,Px+2,y,Px,y,Px+1,y-1);g31=Px+1,y-1;g32=MEDIAN(Px,y-2,Px-1,y-1,Px,y,Px+1,y-1);及g33=Px+1,y+1,其中Px,y为该选择之像素,且"x"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的列,且"y"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的行。如请求项8之彩色成像设备,其中当该像素为红色或蓝色时,如下计算该3×3核心:g11=MEDIAN(Px-1,y-2,Px-2,y-1,Px-1,y,Px,y-1);g12=Px-1,y;g13=MEDIAN(Px-2,y+1,Px-1,y+2,Px-1,y,Px,y+1);g21=Px,y-1;g22=MEDIAN(Px,y-1,Px-1,y,Px+1,y,Px,y+1);g23=Px+1,y+1;g31=MEDIAN(Px+1,y-2,Px,y-1,Px,y+1,Px+2,y-1);g32=Px+1,y;及g33=MEDIAN(Px,y+1,Px+1,y+2,Px+1,y,Px+2,y+1),其中Px,y为该选择之像素,且"x"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的列,且"y"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的行。如请求项6之彩色成像设备,其中当该选择之像素为绿色且不存在边缘时,如下计算该选择之像素之该第一、该第二及该第三色彩的该等计算出之内插值:Rx,y=(Px-1,y+Px+1,y+Px-1,y+2+Px+1,y+2)/4;Bx,y=(Px,y-1+Px,y+1+Px+2,y+1+Px+2,y-1)/4;及Gx,y=(Px,y+Px,y+2+Px+1,y-1+Px-1,y+1)/4,其中Px,y为该选择之像素,且"x"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的列,且"y"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的行。如请求项6之彩色成像设备,其中当该选择之像素为蓝色且不存在边缘时,如下计算该选择之像素之该第一、该第二及该第三色彩的该等计算出的内插值:Rx,y=(Px+1,y+1+Px+1,y-1+Px-1,y+1+Px-1,y-1)/4;Bx,y=(Px,y+Px,y-2+Px,y+2+Px+2,y)/4;及Gx,y=(Px,y-1+Px-1,y+Px,y+1+Px+1,y)/4,其中Px,y为该选择之像素,且"x"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的列,且"y"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的行。如请求项6之彩色成像设备,其中当该选择之像素为红色且不存在边缘时,如下计算该选择之像素之该第一、该第二及该第三色彩的该等计算出之内插值:Bx,y=(Px+1,y+1+Px+1,y-1+Px-1,y+1+Px-1,y-1)/4;Rx,y=(Px,y+Px,y-2+Px,y+2+Px+2,y)/4;及Gx,y=(Px,y-1+Px-1,y+Px,y+1+Px+1,y)/4,其中Px,y为该选择之像素,且"x"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的列,且"y"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的行。如请求项6之彩色成像设备,其中当该选择之像素为绿色且一边缘存在时,如下计算该选择之像素之该第一、该第二及该第三色彩的该等计算出的内插值:Rx,y=(Px-1,y+Px+1,y)/2+DELTAred;Bx,y=(Px,y-1+Px,y+1)/2+DELTAblue;及Gx,y=g22,其中基于该等核心值及基于该边缘方向来计算g22及修正项DELTAred及DELTAblue,且其中Px,y为该选择之像素,且"x"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的列,且"y"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的行。如请求项6之彩色成像设备,其中当该选择之像素为蓝色且一边缘存在时,如下计算该选择之像素之该第一、该第二及该第三色彩的该等计算出的内插值:Rx,y(Px+1,y+1+Px+1,y-1+Px-1,y+1+Px-1,y-1)/4+DELTAred;Bx,y=Px,y;及Gx,y=g22,其中基于该等核心值及基于该边缘方向来计算g22及修正项DELTAred,且其中Px,y为该选择之像素,且"x"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的列,且"y"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的行。如请求项6之彩色成像设备,其中当该选择之像素为红色且一边缘存在时,如下计算该选择之像素之该第一、该第二及该第三色彩的该等计算出的内插值:Bx,y=(Px+1,y+1+Px+1,y-1+Px-1,y+1+Px-1,y-1)/4+DELTAred;Rx,y=Px,y;及Gx,y=g22,其中基于该等核心值及基于该边缘方向来计算g22及DELTAred,且其中Px,y为该选择之像素,且"x"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的列,且"y"关于相对于该选择之像素Px,y的像素所在的行。一种处理系统,其包含:一成像设备,其包括一影像像素感测器阵列,该设备包含:一第一复数个影像像素感测器,其用于产生一第一色彩之感测值;一第二复数个影像像素感测器,其用于产生一第二色彩之感测值;一第三复数个影像像素感测器,其用于产生一第三色彩之感测值;内插处理电路,其用于:使用该第一色彩之该等感测值来判定一像素核心中之复数个影像像素之该第一色彩之一第一组像素值,该复数个影像像素包括一选择之像素及相邻像素,使用该第一组像素值判定至少三个边缘方向值,其中该等三个边缘方向值分别表示一水平边缘方向、一垂直边缘方向及一对角线边缘方向,判定一边缘是否用于表示该选择之像素,基于该等边缘方向值判定该选择之像素之一边缘方向,及基于该第一组像素值、相邻像素及该选择之像之该边缘方向计算用于该选择之像素之该等第一、第二及第三色彩之内插值,其中,当一边缘用于表示及该选择之像素及该选择之像素系来自该第二或第三复数个影像像素感测器时,用于该等第二及第三色彩之至少一者之该计算之内插值基于至少一修正项被计算,该至少一修正项基于该第一组像素值及该边缘方向被计算。如请求项21之处理系统,其中基于该边缘方向来重新计算该像素核心之至少一个值。一种由使用由一彩色成像装置之像素感测器之一感测阵列所获得之感测值之一影像处理器所实行之处理一数位色彩信号之方法,该方法包含以下动作:自该等像素感测器中之每一者获得一感测值,该等像素感测器对应于具有在一红色、蓝色及绿色光谱中之一光谱中的波长的施加之光;及基于边缘侦测对该复数个像素感测器中之每一者内插一红色值、一蓝色值及一绿色值,其中该等红色、绿色及蓝色之该内插值包含:使用用于每一该等像素感测器之相邻绿色像素感测器之像素值计算内插值之一绿色核心;使用内插值之该绿色核心判定用于每一该等像素感测器之至少三个边缘方向值,其中该等三个边缘方向值分别表示一水平边缘方向、一垂直边缘方向及一对角线边缘方向,判定用于每一该等像素感测器之该边缘方向做为具有该最大绝对值之边缘方向值,及无论各别该像素感测器是否位于一边缘处,基于相邻像素感测器之像素值、内插值之该绿色核心及该判定之边缘方向计算用于每一该等像素感测器之该等内插值。如请求项23之方法,其中该判定该像素是否处于一边缘处的步骤包含:计算同一色彩之不同对相邻像素之间的差值;及比较最大差值与一预定临限值。一种电脑可读媒体,其用于储存电脑指令以使一电脑能够执行用于一彩色图案之彩色平面内插,该彩色平面内插包括以下步骤:自复数个像素感测器中之每一者获得一感测值,该复数个像素感测器对应于具有在一红色、蓝色及绿色光谱中之一光谱中的波长的所施加光;及基于边缘侦测对每一该复数个像素感测器内插一红色值、一蓝色值及一绿色值,其中该等红色、绿色及蓝色值之该内插包含:使用用于每一该等像素感测器之相邻绿色像素感测器之像素值计算内插值之一绿色核心;使用内插值之该绿色核心判定用于每一该等像素感测器之至少三个边缘方向值,其中该等三个边缘方向值分别表示一水平边缘方向、一垂直边缘方向及一对角线边缘方向,判定用于每一该像素感测器之该边缘方向做为具有该最大绝对值之边缘方向值,及无论该各自像素感测器是否位于一边缘处,基于相邻像素感测器之像素值、内插值之该绿色核心及该判定之边缘方向计算用于每一该等像素感测器之该等内插值。如请求项25之媒体,其中该判定每一该等像素感测器是否位于一边缘处的步骤包含:计算同一色彩之不同对相邻像素之间的差值;及比较最大差值与一预定临限值。一种由使用由一彩色成像器输出之像素值之一处理器所实行之用于一像素阵列一选择之像素之彩色平面内插之方法,对于一选择之像素,该方法包含:判定该选择之像素是否位于一影像边缘处;使用一第一色彩之感测之值来判定用于该第一色彩之该像素阵列之一像素核心中复数个像素之一第一组像素值,其包括该选择之像素及相邻像素;若该选择之像素位于该边缘处,判定至少三个边缘方向值,该等三个边缘方向值分别表现一水平边缘方向、一垂直边缘方向及一对角线边缘方向,基于该等边缘方向值判定该边缘之该方向,及基于用于该第一色彩之该第一组像素值、相邻像素及对应至该边缘方向之第一组参数计算用于一彩色图案之每一色彩之像素值,其中,当该选择之像素与该彩色图案之一第二色彩或第三色彩之一感测值相关联时,用于该等第二及第三色彩之至少一者之该等计算之像素值基于该第一组像素值及该边缘方向被计算;及若该选择之像素并非位于该边缘处,则使用一第二组参数基于该等相邻像素而计算该彩色图案之每一色彩的像素值。如请求项27之方法,其中该第一及第二组参数系基于该选择之像素之色彩。如请求项27之方法,其中该彩色图案为一拜耳彩色图案。如请求项29之方法,其中该第一组参数包含针对绿色像素之一第三组参数、针对蓝色像素之一第四组参数及针对红色像素之一第五组参数。如请求项29之方法,其中该第二组参数包含针对绿色像素之一第六组参数、针对蓝色像素之一第七组参数及针对红色像素之一第八组参数。
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