成像设备、处理拍摄图像的方法以及处理拍摄图像的程序技术

公开了一种成像装置，其将由能够拍摄两种具有不同色调的彩色图像的固态图像传感器获取的两种类型的彩色图像进行合并。根据所述固态图像传感器的第一组像素（具有宽的滤色器光谱灵敏度的像素）处理第一拍摄彩色图像，根据所述固态图像传感器的第二组像素（具有窄的滤色器光谱灵敏度的像素）处理第二拍摄彩色图像。关于宽的和窄的滤色器光谱灵敏度的电平差，使用所述光谱灵敏度导出所述第一像素组中的各像素的拍摄图像信号与所述第二像素组中的各像素的拍摄图像信号之间的电平差（步骤S1和S2），以校正所述电平差，并且将所述第一拍摄彩色图像与所述第二拍摄彩色图像进行合并。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种配备有能拍摄两种具有不同色调的彩色图像的固态成像装置的成像设备、一种处理拍摄图像的方法、以及一种用于处理拍摄图像的程序。
技术介绍
已提出并使用了各种布置来作为安装在固态成像装置中的滤色器的布置。例如， 下面专利文献I中公开的一种成像设备使用了称作Bayer布置的滤色器布置。在Bayer布置中，R (红)、G (绿)、和B (蓝)三原色的任意一个的滤色器基于预定规则以镶嵌模式布置于各像素中。例如，在安装红色滤色器的一个红色像素中，不能探测到绿色和蓝色信号。因此，对位于红色像素周围的、并且其中分别安装了绿色和蓝色滤色器的各像素的信号执行插值计算，由此在该红色像素位置处获取了绿色和蓝色信号。在下面专利文献2中公开的一种成像装置中，在斜向上彼此相邻的每两个像素为一对，并且RGB三原色之一的滤色器根据预定规则以成对像素为单位按照镶嵌模式进行布置。例如，Gl滤色器和G2滤色器安装在一对像素上，其中每个像素上分别安装了绿色滤色器。例如，将Gl和G2之间的关系设置为使得例如通过将它们彼此相加而获得G颜色。 生产这样的G滤色器以使540nm的波长被设置为中心波长，并且获得在背面和正面每一个中都具有约IOOnm的宽度的钟形光谱特性。相比之下，例如，Gl和G2被分成两个滤色器， 以使Gl滤色器探测具有440nm至540nm的波长的颜色,并且G2滤色器探测540nm至640nm 的波长。至于R和B颜色，类似地，Rl和R2滤色器安装在成对的像素上，BI和B2滤色器安装在成对的像素上。如上述所述，当与R、G和B三个颜色的情况相比对将要被滤色器分离的各个颜色进行更精细的分离时，可以提高目标图像的颜色再现性。然而，从安装Rl、Gl和BI滤色器的像素中提取的拍摄图像与从安装R2、G2和B2滤色器的像素中提取的拍摄图像在色调上彼此不 同。当单个地看这些图像时，这些图像是具有不自然色调的彩色图像。因此，必须执行适当的图像合并处理，以便通过图像处理获得具有高颜色再现性的目标图像。在下面专利文献3中公开的成像设备中，每个像素被分成小面积部分和大面积部分。例如，在安装绿色(G)滤色器的每个像素中，使安装在小面积部分上的滤色器的厚度大于安装在大面积部分上的滤色器的厚度，或者减小构成光敏二极管的η区的厚度。因此，小面积部分实质上不能探测某一波长区域的入射光，而大面积部分可以探测该波长区域的光。通过使用此布置，成像设备探测该波长区域的光是否存在，并且判断该光源的种类。引用列表专利文献专利文献I JP-A-2006-135468 专利文献 2 JP-A-2009-268078专利文献3 JP-A-2004-289728
技术实现思路
作为可以显示彩色图像的传统显示设备，通常使用阴极射线管显示设备(CRT)。然而最近，液晶显示设备被广泛用作液晶电视接收机。因此，例如，普通用户习惯于看到色调上不同于自然彩色图像的鲜艳的彩色图像。因此，由数码相机拍摄到的彩色图像看起来不足的情况在增加。简单地专利技术出上述用在传统固态成像装置中的彩色滤色器，以便目标图像的颜色再现性能够具有自然色调。因此，目标的彩色图像不能被拍摄为鲜艳的彩色图像。另外，还存在目标的彩色图像必须被拍摄为鲜艳的彩色图像的成像场景。强烈需求既可以拍摄鲜艳彩色图像又可以拍摄自然彩色图像的成像设备。本专利技术的目标是提供配备有能拍摄两种具有不同色调的彩色图像的固态成像装置的成像设备、处理拍摄图像的方法、以及用于处理拍摄图像的程序。问题的解决方案本专利技术的一种成像设备，包括固态成像装置，其包括 多个像素，其以二维阵列布置并形成在半导体衬底中；多个第一颜色滤色器，它们根据预定规则布置并堆叠在包括像素的奇数行和偶数行之一的第一像素组上；和多个第二颜色滤色器，它们根据预定规则布置并堆叠在包括所述奇数行和所述偶数行中的另一个的第二像素组上，所述多个第二颜色滤色器在光谱灵敏度上不同于所述多个第一颜色滤色器；以及图像处理部分，其获取所述第一像素组的各像素的拍摄图像信号与所述第二像素组的各像素的拍摄图像信号之间的电平差，所述电平差是由于包括所述第一颜色的所述多个滤色器与包括所述第二颜色的所述多个滤色器之间的光谱灵敏度的差别而造成的，并且所述图像处理部分将通过校正所述电平差而从所述第一像素组获取的第一拍摄图像与从所述第二像素组获取的第二拍摄图像进行合并。一种处理拍摄图像的方法，其处理由本专利技术的固态成像装置拍摄到的图像，所述固态成像装置包括多个像素，其以二维阵列布置并形成在半导体衬底中；多个第一颜色滤色器，它们根据预定规则布置并堆叠在包括像素的奇数行和偶数行中的一个的第一像素组上；以及多个第二颜色滤色器，它们根据预定规则布置并堆叠在包括所述奇数行和偶数行中的另一个的第二像素组上，所述多个第二颜色滤色器在光谱灵敏度上不同于所述多个第一颜色滤色器，其中所述方法包括步骤获取所述第一像素组的各像素的拍摄图像信号与所述第二像素组的各像素的拍摄图像信号之间的电平差，所述电平差是由于包括所述第一颜色的所述多个滤色器和包括所述第二颜色的所述多个滤色器之间的光谱灵敏度的差别而造成的；校正所述电平差；以及将从所述第一像素组获取的第一拍摄图像与从所述第二像素组获取的第二拍摄图像彼此进行合并。一种用于处理拍摄图像的程序，其处理由本专利技术的固态成像装置拍摄到的图像， 向所述程序提供了执行所述处理拍摄图像的方法的步骤。专利技术的有益效果根据本专利技术，可以拍摄两种具有不同色调的彩色图像(例如，自然彩色图像和鲜艳彩色图像)，并且也可以获得作为这两种彩色图像的组合的图像。附图说明图1是本专利技术的第一实施例的成像设备的功能框图2是图1所示的固态成像装置中的滤色器布置的视图3是示出用在图2所示的滤色器布置中的滤色器的光谱灵敏度的视图4是示出本专利技术的第一实施例中的拍摄图像 处理过程的流程图5是本专利技术的第二实施例的成像设备的功能框图6是示出本专利技术的第二实施例中的拍摄图像处理过程的流程图7是本专利技术的第三实施例的成像设备的功能框图8是示出在图像上进行边缘判定的视图9是示出本专利技术的第三实施例中的拍摄图像处理过程的流程图10是本专利技术的第四实施例的成像设备的功能框图11是示出本专利技术的第四实施例中的拍摄图像处理过程的流程图；以及图12是不同于图2所示实施例的固态成像装置中的滤色器布置的视图。具体实施方式在下文中，将参照附图描述本专利技术的实施例。图1是本专利技术的第一实施例的成像设备的功能框图。成像设备10包括固态成像装置11、成像控制部分13、存储器14、以及CPU 15。成像控制部分13驱动并控制固态成像装置11。此外，成像控制部分13接收从固态成像装置11输出的拍摄图像信号，执行相关双采样处理、增益控制处理、以及A/D (模拟/数字)转换处理，并且向总线12输出结果信号。 存储器14连接到总线12。CPU 15总体控制整个成像设备10。CPU 15包含DSP功能，并且对从固态成像装置11输出的拍摄图像信号执行校正处理(补偿处理、伽马校正处理、RGB/ YC转换处理、并行处理等等)以产生目标图像。成像设备10进一步包括窄光谱像素平均值计算电路17、宽光谱像素平均值计算电路18、颜色再现选择部分19、校正比率计算部分20、以及乘法器21。窄光谱像素平均值计算电路17和宽光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.20 JP 2010-0973671.一种成像设备，包括 固态成像装置，其包括 多个像素，其以二维阵列布置并形成在半导体衬底中； 多个第一颜色滤色器，它们根据预定规则布置并堆叠在包括像素的奇数行和偶数行中的一个的第一像素组上；和 多个第二颜色滤色器，它们根据预定规则布置并堆叠在包括所述奇数行和偶数行中的另一个的第二像素组上，所述多个第二颜色滤色器在光谱灵敏度上不同于所述多个第一颜色滤色器；以及 图像处理部分，其获取所述第一像素组的各像素的拍摄图像信号与所述第二像素组的各像素的拍摄图像信号之间的电平差，所述电平差是由于所述多个第一颜色滤色器与所述多个第二颜色滤色器之间的光谱灵敏度的差别而造成的，并且所述图像处理部分将通过校正所述电平差而从所述第一像素组获取的第一拍摄图像与从所述第二像素组获取的第二拍摄图像进行合并。2.根据权利要求1所述的成像设备,其中 所述图像处理部分根据第一平均值和第二平均值获取所述电平差，并且校正所述电平差，其中所述第一平均值是在作为校正对象的一个像素周边的、并且属于所述第一像素组的预定数量的像素的拍摄图像信号的平均值，所述第二平均值是在所述作为校正对象的像素周边的、并且属于所述第二像素组的预定数量的像素的拍摄图像信号的平均值。3.根据权利要求2所述的成像设备，其中 所述图像处理部分通过如下步骤校正所述电平差设定所述第一平均值与所述第二平均值的比率以作为校正比率；以及将所述作为校正对象的像素的拍摄图像信号乘以所述校正比率。4.根据权利要求3所述的成像设备，其中 当所述校正比率超过预设上限值时，所述图像处理部分使用所述上限值作为所述校正比率。5.根据权利要求2至4中任一项所述的成像设备，其中 所述图像处理部分判定所述第一拍摄图像和所述第二拍摄图像中是否包含指示出目标的轮廓部分的边缘部分的图像，并且在排除所述边缘部分的情况下获取所述第一平均值和所述第二平均值。6.根据权利要求1所述的成像设备，其中 所述成像设备进一步包括成像控制部分，其在产生曝光差的同时通过所述第一像素组执行成像并且通过所述第二像素组执行成像，并且 所述图像处理部分获取所述电平差，基于所述电平差和所述曝光差来校正所述第一像素组和所述第二像素组中的一个像素组的各像素的拍摄图像信号，并且将校正后的各拍摄图像信号与另一个像素组的各像素的拍摄图像信号进行合并，由此产生一个具有宽动态范围的合并图像。7.根据权利要求1至6中任一项所述的成像设备，其中 所述第一像素组的各像素的光接收面积与所述第二像素组的各像素的光接收面积在误差范围之内彼此相等。8.根据权利要求1至7中任一项所述的成像设备，其中 包括所述第二颜色的所述多个滤色器的各颜色的光谱灵敏度的半最大值处的全宽度处在包括所述第一颜色的所述多个滤色器的各对应颜色的光谱灵敏度的半最大值处的全宽度之内。9.根据权利要求1至8中任一项所述的成像设备，其中 包括所述第一颜色的所述多个滤色器的各颜色的光谱灵敏度的峰值与包括所述第二颜色所述多个滤色器的各颜色的光谱灵敏度的峰值的比率在O. 9到1.1的范围之内。10.根据权利要求1至9中任一项所述的成像设备，其中 包括所述第一颜色的所述多个滤色器是三原色滤色器，包括所述第二颜色的所述多个滤色器是三原色滤色器。11.根据权利要求1至9中任一项所述的成像设备，其中 以所述第一颜色配置的所述多个滤色器是补色滤色器，以所述第二颜色配置的所述多个滤色器是补色滤色器。12.一种处理拍摄图像的方法，其处理由固态成像装置拍摄到的图像，所述固态成像装置包括 多个像素，其以二维阵列布置并形成在半导体衬底中； 多个第一颜色滤色器，它们根据预定规则布置并堆叠在包括像素的奇数行和偶数行中的一个的第一像素组上；以及 多个第二颜色滤色器，它们根据预定规则布置并堆叠在包括所述奇数行和偶数行中的另一个的第二像素组上，所述多个第二颜色滤色器在光谱灵敏度上不同于所述多个第一颜色滤色器，其中 所述方法包括步骤 获取所述第一像素组的各像素的拍摄图像信号与所述第二像素组的各像素的拍摄图像信号之间的电平差，所述电平差是由于包括所述第一颜色的多个滤色器与包括所述第二颜色的多个滤色...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中诚二，芦田哲郎，河合智行，河口武弘，远藤恒史，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：
国别省市：