基于亮度的像素重新分级和平均制造技术

一种在二维阵列中读取像素值的方法，该方法包括：在二维阵列中的第一维内周期性地合并至少两个具有相同第一色彩的像素值；读取第一色彩的合并像素值；并且读取二维阵列中第一维内的第二色彩像素。

【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对于图像传感器的像素进行二次抽样的
更 具体的，本专利技术涉及改变像素灵敏度的图像传感器的像素二次抽样来考虑 景色亮度的变化。
技术介绍
执行图像传感器二次抽样来降低空间分辨率是为了达到提高处理速 度等目的。如图l所示，其显示了用于在图像传感器上产生彩色图像的Bayer颜色滤波阵列(CFA)。如图2所示，为了降低分辨率，在现有技术 中是通过忽略一些像素(由X标明)来对图像传感器进行二次抽样。备 选地，如图3所示，在现有技术中还通过合并像素来降低分辨率。在这一 点上，如曲线所示，独立的颜色在水平和垂直方向上被合并。对于图2 和图3的最终二次抽样图像带有用于表示二次抽样图像并不是最理想的 样本特征值。具体的说，包括二次抽样图像的像素之间不是均匀间隔，相 反的，而是聚集在一起。这样导致产生了低分辨率的图像而非预先期望的 二次抽样的结果。因此存在更好的图像二次抽样的需要。另外，由于经常需要通过二 次抽样来降低空间分辨率以及加快速度来产生视频图像序列，同时，也需 要改进一种颜色相对于另一种颜色的灵敏度来考虑景物亮度的变化，例如 该景物是在钨丝灯照明下。因此，存在以同时改变具体色彩灵敏度来匹配 景物亮度的这种完成二次抽样方式的更进一步的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上文提及的一个或多个问题。简要的说，根 据本专利技术的一方面，本专利技术提供一种用于在二维阵列中读取像素值的方 法，该方法包括步骤周期性地合并二维阵列的第一维中至少两个具有相 同第一色彩的像素值；读取合并的第一色彩的像素值；读取二维阵列的第 一维中的第二色彩的像素。本专利技术的目的、特征和优点将在下文中对优选实施例和附加权利要 求书中的详细说明、以及对参考附图的描述中得到清楚的理解。 本专利技术的有益效果本专利技术有以下的优点，允许基于照明条件选择性地对色彩合并和二 次抽样，以改进图像传感器固有的白平衡、或者感色灵敏度，同时也改进 了产生的低分辨率图像的空间抽样模式。同时也具有使用一些合并和二次 抽样的方法时，在降低的图像分辨率中允许动态范围扩展的优点。附图说明图1是Bayer颜色滤波阵列模型；图2是现有技术中用于跳过像素的Bayer颜色滤波阵列模型的抽选排列；图3是现有技术中合并像素的抽选排列；图4a和4b是为了获得特定颜色而在垂直方向上跳过一些像素以及 合并一些像素的抽选排列；图5a和5b是为了获得特定颜色而在水平方向上跳过一些像素以及 合并一些像素的抽选排列；图6a和6b是为了获得特定颜色而在水平方向和垂直方向上跳过一 些像素以及合并一些像素的抽选排列；图7a和7b是图4a和4b中为了获得备选颜色而在垂直方向上跳过 一些像素以及合并一些像素的备选抽选排列；图8a和8b是图5a和5b中为了获得备选颜色而在水平方向上跳过 一些像素以及合并一些像素的备选抽选排列；图9a和9b是图6a和6b中为了获得备选颜色而在水平方向和垂直 方向上跳过一些像素以及合并一些像素的备选抽选排列；图10a和10b是在水平方向和垂直方向上跳过一些像素以及合并一 些像素产生合并和非合并绿色效果的抽选排列；具体实施方式本专利技术是在公知的Bayer颜色滤波阵列的模型基础上进行具体描述 的。可以理解的是，本专利技术适用于两种图像传感器，即，CCD (电荷耦合 器件)和有源像素(也是公知的CMOS)图像传感器。同时注意到，该二维阵列可以在任何图像中获得，不管是传感器还是电子存储器内的图像。具体地，本专利技术首先描述在Y轴方向上的二次抽样，该Y轴方向上 的二次抽样同样改进被二次抽样的蓝色像素灵敏度(图4a和4b)，然后 将描述在X轴方向上的二次抽样，该X轴方向上的二次抽样具有相似的 蓝色灵敏度改进(图5a和5b)，最后将描述在X轴和Y轴方向上的二次 抽样，该X轴和Y轴方向上的二次抽样进一步改进蓝色灵敏度(图6a和 6b)。参考图4a，图4a所示是本专利技术的二维图像传感器的俯视图。该传感 器被颜色滤波阵列跨越和覆盖，特别是Bayer颜色滤波阵列，以产生包含 不同颜色的像素。本专利技术是要对图像传感器作二次抽样以产生与未做二次 抽样的图像或现有技术当中二次抽样的图像相比显示出不同色彩平衡的 较低分辨率的图像。例如，非二次抽样图像更适合于在日光下拍摄图像， 二次抽样图像更适合于在白炽灯下拍摄图像。为达到该目的，本专利技术中的 图像传感器在二维阵列中的Y轴方向周期性地合并至少两个具有相同第 一色彩即在第二列中的蓝色的像素值。需要进一步注意的是，绿色是在第 一列中被合并。经由CCD图像传感器中的水平移动寄存器以及通过 CMOS图像传感器内的可寻址列电路，读取图像传感器的第一色彩的合 并像素值。非合并像素也可以由二维阵列的Y轴方向读取。未合并的颜 色是第一列中的红色、第二列中的绿色。周期性地跳过或者不读取第二色彩。第一列中的第二色彩是红色， 第二列中的第二色彩是绿色。这一点是通过不寻址CMOS图像传感器中 的像素以及CCD图像传感器内的快速转储门(dump gate)实现的。该周 期性是由跳过合并色彩之间的色彩形成的。被跳过的色彩由图4a中的X 表不。如图4b所示，根据上述描述的方法进行二次抽样产生的图像中合并 的第一色彩和第二色彩的间隔是均匀的。参考图5a和5b，可以看出通过重复上述处理，即对第一行重复类似 于上述中对第一列的处理，对第二行重复类似于上述中对第二列的处理， 在X轴方向上可以备选地对该图像进行二次抽样。另外，注意到的是， 在X轴和Y轴方向上进行的二次抽样可如图6a和6b所示分别或组合完成，以产生所期望的二次抽样图像，由于源于原始图像的附加蓝色像素被合并，因此图6a和6b还具有对蓝色灵敏度有额外改进的进一步优点。本专利技术描述了改进蓝光灵敏度的方法。参考图7a和7b，描述了与图 4a和4b相似的备选实施例，但具有对红光灵敏度的改进而不是对蓝光灵 敏度的改进。关于这一点，本专利技术中的图像传感器在二维阵列中的Y轴 方向周期性地合并至少两个具有相同第一色彩，即，在第一列中的红色的 像素值。应当进一步注意的是，在第二列合并绿色。第一色彩的合并像素 值被读取到传感器。非合并的像素从二维阵列中的Y轴方向读取。在第 一列中非合并的颜色是绿色，第二列中非合并的颜色是蓝色。周期性地跳过或者不读取第二色彩。第二列的第二色彩是蓝色，第 一列的第二色彩是绿色。该周期性是由跳过合并的色彩之间的色彩所形成 的。被跳过的色彩由图7a中的X表示。与图4a、 4b和图7a、 7b对应相似，存在对应的二次抽样方案，但该 二次抽样方案改进了红光的灵敏度图8a、 8b与图5a、 5b相对应，图 9a、 9b与图6a、 6b相对应。改进蓝光的灵敏度适于在白炽灯照明环境下 拍摄图像，而改进红光的灵敏度适于在荧光灯照明环境下拍摄图像。从一 个二次抽样方案选择到另一个二次抽样方案的操作可以通过传感器电路 或者传感器景物数据的算法检验来自动执行。该选择也可以通过简单地许 可用户不考虑自动方式而以手动方式选择基于感测的照明条件的合适光 照来实现。参考4b， 5b， 7b和8b,表明除了合并的红色和蓝色以外，还产生了 非合并的绿色和合并的绿色。在最终的图像中该两种绿色产生的效果导致 了两种不同的绿色灵敏度。由于非合并的绿色像素对拍摄和再现图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在二维阵列中读取像素值的方法，该方法包括如下步骤：　　　　（ａ）周期性地合并在二维阵列的第一维中至少两个具有相同第一色彩的像素值；　　　　（ｂ）读取第一色彩的合并像素值；并且　　　　（ｃ）读取二维阵列的第一维中第二色彩的像素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-7-20 11/185,3931、一种在二维阵列中读取像素值的方法，该方法包括如下步骤(a)周期性地合并在二维阵列的第一维中至少两个具有相同第一色彩的像素值；(b)读取第一色彩的合并像素值；并且(c)读取二维阵列的第一维中第二色彩的像素。2、 如权利要求1所述的方法，进一步包括周期性地跳过第二色彩的 至少一个像素。3、 如权利要求2所述的方法，其中步骤(a)， (b)和(c)产生具有均匀 间隔的合并的第一色彩像素和第二色彩像素的二次抽样阵列。4、 如权利要求1所述的方法，其中合并的选择是以景物亮度为基础。5、 如权利要求l所述的方法，进一步包括(d)周期性地合并在二维阵列的第二维中至少两个第一色彩的像素值；6、 如权利要求5所述的方法，进一步包括周期性地跳过在二维阵列 的第二维中第二色彩的至少一个像素。7、 如权利要求5所述的方法，其中步骤(a)， ...

【专利技术属性】
技术研发人员：JT坎普顿，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]