信號處理方法和設備、電腦程式產品、計算系統和攝影機的製作方法

2023-09-09 17:06:10

專利名稱：信號處理方法和設備、電腦程式產品、計算系統和攝影機的製作方法
技術領域：
本發明涉及信號處理方法，其中，提供圖像傳感器的傳感器信號作為輸入，並且該輸入在一個濾波器中被重構，以建立一個用於進一步處理的輸出，其中，所述濾波器包含從由亮度重構濾波器、紅-綠-藍顏色重構濾波器和輪廓重構濾波器組成的組中選擇的至少一個重構濾波器，其中，該輸入包含多個像素，一個像素提供被賦予紅色、綠色或藍色中至少之一的一個顏色值。本發明也涉及一種特別適合於執行所述方法的信號處理設備，其包含一個用於提供傳感器信號作為輸入的圖像傳感器和一個用於重構該輸入以建立用於進一步處理的輸出的濾波器，其中，所述濾波器包含從由亮度重構濾波器、紅-綠-藍顏色重構濾波器和輪廓重構濾波器組成的組中選擇的至少一個重構濾波器，其中，該輸入包含多個像素，一個像素提供被賦予紅色、綠色或藍色中至少之一的一個顏色值。本發明進一步涉及適於信號處理的電腦程式產品、計算系統和攝影機。
基於例如數字和靜止圖像的數位訊號圖像傳感的數字攝影機可有利地配備一個包含一個紅-綠-藍(RGB)拜爾(Bayer)顏色濾波器陣列的圖像傳感器。在這樣一個RGB拜爾顏色濾波器陣列中，每個像素檢測一個預先確定的圖案(pattern)中的紅、綠或藍原色(primarycolor)。這個圖案是由交錯的綠/紅列和綠/藍列構成的。這樣一個傳感器與對於每個原色使用一個單獨的圖像傳感器的攝影機相比，可能具有有限的解析度。然而，一個帶有三個圖像傳感器的攝影機與單一的RGB拜爾-傳感器相比，具有三倍的對解析度有貢獻的像素。由於應用的成本和大小要求，使用三個傳感器對多數應用來說是不利的。另一方面，當使用一個單一的圖像傳感器在一個單一的陣列(有利的是RGB拜爾顏色濾波器陣列)中檢測所有紅、綠、藍三原色時，有必要重構某些顏色的缺失的(missing)像素，以處理一個一致的完整畫面。由於RGB拜爾結構，分別對應於綠、紅和藍色的不同的奈奎斯特域(Nyquist-domains)產生一個依賴於顏色的解析度並且可能產生混疊的(aliasing)圖案。不過，RGB拜爾結構仍是表現最佳的信號顏色陣列之一。
可以提供幾種插值(interpolation)方案來提高信號質量。在WO99/39504中相當概括地描述了一種傳統的插值方法，其中，在不存在給定顏色的信號的位置插值一個中間顏色信號，並生成一個給定顏色的平均。
另一個信號處理方法使用一個如在WO99/04555中和在尚未公開的申請號為EP 01 200 422.2的歐洲專利申請中描述的更有利的插值方案。然而，這樣的方法仍然遭受例如自由亮度信號混疊或進一步的信號失真。這樣的信號失真尤其導致虛假顏色(false colors)在圖像中的錯誤生成。
在WO 99/04555中已經描述了一種用於RGB拜爾圖像傳感器的綠色重構方法，該方法只涉及綠顏色的重構，紅色和藍色依然被以傳統方式重構。僅僅是缺失的綠色像素被重構。缺失的綠色像素的重構，是通過一個分類(sorting)三個特定變量的中值(median)濾波器執行的其中兩個變量得自綠色，第三個變量得自紅色或藍色。這個方法的一個缺點是，對於高度飽和的彩色邊緣來說，引入了看起來像郵票邊沿的假象(artifacts)。在WO 99/04555中公開的算法將被稱作smartgreen1算法。該算法所根據的概念是，在靠近白色場景部分時，解析度損失在高頻下被最好地觀察到，而在靠近彩色部分不太好觀察。記住這一點，紅色和藍色像素的貢獻被用來幫助確定缺失的綠色像素的重構值。Smartgreen1重構的目的是最大化綠色的解析度。為此，按照以下述方式應用中值濾波器算法自然地，由一個紅色(R)或藍色(B)像素佔據的位置是一個缺失的綠色像素的位置。在smartgreen1重構算法中，一個3×3像素陣列的中心值(也稱中值)，被應用於缺失的綠色像素的重構。因此，用於綠色的簡單的中值濾波器僅僅代替傳統的綠色重構插值概念，而傳統的紅色和藍色重構方法繼續是簡單的插值。亮度濾波、顏色濾波和輪廓(contour)濾波也被限於對綠色的濾波。虛假顏色的檢測僅僅根據傳統的綠色重構插值概念，同樣，傳統的紅色和藍色重構方法繼續是簡單的插值。
這樣的smartgreen1重構方法藉助一個紅色和/或藍色像素信息提高水平方向和垂直方向上的綠色像素的解析度。這個傳統的方法依賴於插值顏色樣本，該顏色樣本要依賴於相同顏色的相鄰顏色樣本和僅僅來自相同位置的不同顏色的樣本被插值。因此，所重構的信號遭受紅色和/或藍色的混疊。垂直和水平的彩色邊緣在相應的方向上遭受像郵票的邊沿一樣的綠色強度調製。
在EP 01200422.2中概述的進一步的改進(這裡稱作smartgreen2重構算法)能顯著改善解析度，但是不能除去所提到的信號失真和信號混疊的缺點。特別地，在邊緣和高頻率下，仍然可見一些信號失真，諸如與鄰近像素交替的顏色。假象的黑點和白點被錯誤地生成。
這是本發明的切入點，本發明的目的是規定一種信號處理方法和設備、用於信號處理的電腦程式產品、計算系統和適於信號處理以改善信號質量的攝影機。特別地，應當針對信號失真和混疊來改善信號，但是該信號仍然提供足夠的解析度。
所述方法的目的是通過在介紹部分提及的方法實現的，其中，按照本發明，該方法進一步包含以下步驟-把重構濾波器應用於一個預定陣列大小的、包含多個像素的像素陣列，其中，所述多個像素中的至少一個是由一個被賦予紅色的紅色像素構成的，所述多個像素的至少一個是由一個被賦予藍色的藍色像素構成的，並且所述多個像素中的至少一個是由一個被賦予綠色的綠色像素構成的；以及-在亮度重構濾波器後，應用包含一個用來消除輸入中的虛假顏色的虛假顏色濾波器的顏色重構濾波器。
在一個優選的配置中，進一步包含用一個綠色參數加權(weightening)該陣列的紅色和/或藍色像素的步驟。
在另一個優選配設置中，進一步包含把該陣列的像素總合成一個輸出像素和/或把該輸出像素在該陣列中居中(centering)的步驟。
所述設備的目的是通過在介紹部分提及的設備實現的，其中，按照本發明提出-重構濾波器適於被應用於一個預定陣列大小的、包含多個像素的像素陣列，其中，所述多個像素中的至少一個是由一個被賦予紅色的紅色像素構成的，-所述多個像素中的至少一個是由一個被賦予藍色的藍色像素構成的，並且所述多個像素中的至少一個是由一個被賦予綠色的綠色像素構成的；以及-在亮度重構濾波器後，應用一個顏色重構濾波器，該顏色重構濾波器包含一個用來消除輸入中的虛假顏色的虛假顏色濾波器。
一個優選的配置也包含用於用一個綠色參數加權紅色和/或藍色像素的裝置。
另一個優選實施例包含用於把該陣列的像素總合成一個輸出像素的裝置，並且/或者可以提供用於把該輸出像素在該陣列中居中的裝置。
這裡使用的術語「像素」特別是指信號中的顏色樣本值。
本發明來自為圖像重構提供一種靈活設計的概念的構思。主要的構思是應用一個在一個顏色重構濾波器中實現的虛假顏色濾波器。從根本上說，該構思是通過在亮度濾波器後應用顏色重構濾波器實現的，其中，顏色重構濾波器中包含一個被合併在其中的虛假顏色濾波器以用來消除輸入中的虛假顏色。
取決於光傳輸(optical transfer)和矩陣，按照奈奎斯特法則，所重構的RGB信號仍然可能遭受彩色混疊。為了再減少在亮度重構濾波器後的剩餘的混疊量，應用顏色重構濾波器。按照本發明，顏色重構濾波器包含一個用來消除輸入中的虛假顏色的虛假顏色濾波器。虛假顏色濾波器原則上是從WO 99/04555中獲知的，但是這個已知的傳統類型的虛假顏色濾波器是被單獨地應用的，因此不是在顏色重構濾波器中實現的。提供包含虛假顏色濾波器的顏色重構濾波器的本發明構思具有一些重要優點。特別是所提出的本發明概念允許以優選的方式用綠色參數加權所有的像素。
優選地，把虛假顏色濾波器應用於一個最小可能的綠色像素陣列。特別地，虛假顏色濾波器包含下列步驟，其中用綠色參數加權該最小可能的綠色像素陣列中的紅色和藍色像素，以及由一個中值濾波器連同該陣列中的一個或多個綠色像素的平均一起總合所加權的紅色和藍色像素。可通過一個平均濾波器取得該陣列中的一個或多個綠色像素的平均。特別地，可取得垂直方向上的綠色像素的平均和水平方向上的綠色像素的平均。將被中值濾波的像素與最小可能的綠色像素陣列的被低頻濾波的像素比較，由此消除輸入中的虛假顏色。
這種方案有利地允許可調整的虛假顏色濾波器，特別地，顏色重構濾波器和/或虛假顏色濾波器被應用於一個優選陣列大小為2×2或最優選是3×3的最小可能的綠色像素陣列。如果需要的話，這樣的預定的小陣列甚至還可以是5×5大小或者更大的。這樣的調整獨立於光學低通濾波器(optical low pass filter)。然而這樣的陣列應當包含至少四個像素，其中包含兩個綠色像素、一個紅色像素和一個藍色像素。
優選地，被應用的顏色重構濾波器有3×3或5×5的陣列大小。特別地，在有一個重(heavy)傳感器矩陣的情況下，優選的是5×5的陣列大小。可以把對應的濾波器函數(filter function)的係數選擇為光傳輸和矩陣的一個函數，所述這種濾波器函數的係數特別在國際文檔號ID 606638-I的專利申請的詳細說明部分的第4章中有概述，該申請與本申請同日提交，特此引用作為參考。這樣的方法最大化對於普通場景來說似乎是最重要的引人注目的部分的接近白色的顏色的解析度。特別是在最小化信號失真量的同時提供足夠的解析度。特別在詳細說明部分的3.3章關於一個優選實施例概述了定義3×3和5×5RGB顏色重構濾波器的濾波係數的規則。虛假顏色濾波器的進一步的優點在詳細說明部分的3.1章中作了概述。
所提出的方法以及所概述的的該方法的進一步發展的配置的一個特別的優點是，綠色重構以及紅色和藍色重構(即RGB-重構)完全獨立於3×3綠色虛假顏色陣列。RGB重構濾波器的大小可以是3×3或5×5。所提出的方法的一個特別的優點是，虛假顏色函數(functions)獨立於顏色重構函數。
特別地，在顏色重構濾波器中只在虛假顏色濾波器內可以使用一個、兩個或其它數量的綠色參數。
在另一個優選的配置中，應用一個後置濾波器(post-filter)，以便在其輸出中維持相對先前已經應用了的重構濾波器的輸出的一個相位。有利地在虛假顏色濾波器之後應用該後置濾波器，即把該後置濾波器應用到在RGB重構濾波器後面的虛假顏色濾波器的輸出。重構濾波器也可以是個亮度濾波器。特別地，通過在虛假顏色濾波器之後應用2×2陣列大小的後置濾波器固定了所述相位，通過所述後置濾波器把最小可能的綠色像素陣列的中央輸出像素定位成與一個白色像素同相。該白色像素本身被相對於已對其應用了亮度重構濾波器的同一陣列居中。特別地，信號被基於3×3或5×5陣列大小RGB重構，並將由於所述2×2的後置濾波器而得到與經白補償的亮度信號相同的相位。在這個配置中，虛假顏色濾波器不影響相位是個特別的優點。後置濾波器還有利地消除圖像傳感器的綠色不均勻性。紅色和藍色像素將有與綠色像素相同的相位。在對優選實施例的詳細說明中，專門關於附圖中的圖5和3.4和3.5章對此作了概述。
另外，作為一種選擇，在一個被稱作smartgreen4重構方法的另一個優選實施例中，為了3×3或5×5RGB顏色重構濾波器的使用，可以省略後置濾波器。這允許簡單和高效的處理，因此對於低成本應用來說是有益的。
作為所提出的概念的另一個構思，信號重構根據的是經白補償的亮度重構。最優選的配置是通過用綠色參數加權紅色和/或藍色像素而實現的，而現有技術的概念僅僅依賴缺失的綠色像素的重構。所提出的重構濾波器被設計成要被應用於一個預定的陣列大小的像素陣列。因此以有利的方式對這個陣列進行濾波。傳統的方法依賴根據相鄰樣本或相同位置的樣本的簡單插值，而所提出的概念提供經特別適配的考慮了陣列的所有像素的重構濾波器。即使在沒有光學低通濾波器的攝影機的情況中，在樣本頻率的多倍頻率下，所提出的白補償的概念也有益地產生一個無混疊的亮度信號。此外，這個經白補償的亮度信號沒有信號失真。所提出的基本方法和設備適合於提供一個寬而靈活的擴展。有可能提供例如可根據光學系統的光傳輸和/或圖像傳感器的傳感器矩陣選擇和調整的若干個不同的重構濾波器。所提出的方法和設備能夠保持對於光學低通濾波器的相當的獨立性。這是特別有益的，因為潛在客戶的攝影機設計可能不同。所提出的方法和設備能夠如下文所概述的那樣以各種方式簡單地實現可調整的虛假顏色濾波器。用綠色參數加權紅色和/或藍色像素，對於由虛假顏色濾波器處理的像素特別有益。在一個具體實施例中，綠色參數可以只在虛假顏色濾波器中被使用。
在從屬權利要求中描述了該方法的繼續發展的配置。所提出的設備可以通過執行該方法的對應裝置得到改善。
特別地，優選地將一個在一個第一濾波器之後的第二濾波器的中央輸出像素定位成與輸出像素同相，特別是將該中央輸出像素居中放在與輸出像素相同的陣列中央位置。這最好可以通過一個附加的後置濾波器進行，特別是通過一個如下文進一步描述的後置濾波器進行。
在一個優選配置中，重構濾波器由一個亮度重構濾波器構成，並且陣列的像素一同被相加在作為輸出像素的白色像素中。最優選地根據圖像傳感器的傳感器矩陣選擇所述綠色參數或多個綠色參數。最優選地提供兩個綠色參數。此外，所述綠色參數或多個綠色參數可根據向圖像傳感器提供圖像信號的光學系統的光傳輸被選擇。由此，用可作為攝影機的光傳輸與傳感器矩陣重量(heaviness)的組合的函數而被選擇的濾波器權重(weights)有益地重構RGB顏色信號。由此實現圖像質量的應用特定的改善。
以上用一個或多個優選配置描述的亮度重構的基本概念在下文被稱作RGB拜爾圖像傳感器的「經白補償的亮度重構」，或簡稱「RGB重構」。綠色參數也被稱作″smartgreen參數″。如所提出的方法及其進一步發展的配置所定義的也與紅色和/或藍色像素一起使用smartgreen參數，將被稱作″smartgreen3″重構方法。確定綠色參數的特定方式也在WO 99/04555和EP 01200422.2中描述，並且可在smartgreen3內被應用和使用。
所提出的方法的對濾波器和濾波器大小的特定種類的安排導致無混疊的信號，特別是也導致沒有綠-綠差異(green-greendifferences)。在詳細說明的第2章中將結合一個優選實施例並參照附圖對細節作進一步概述。
具體來說，將一個亮度重構濾波器應用於一個具有2×2或4×4或6×6或更大的陣列大小的陣列的像素。在一個特定的優選配置中，將亮度重構濾波器應用於一個2×2或4×4大小的陣列。濾波器大小可以被選擇成光傳輸的一個函數。相應濾波器的權重也可以被不同地選擇。此外，可以由被應用於分別是2×2或4×4大小的陣列的光學低通濾波器有益地生成一個低通亮度信號。在一個有益的配置中，分別將4×4或6×6光學低通濾波器分別與2×2或4×4亮度重構濾波器組合，以建立一個單一的濾波器。所生成的信號都不遭受由傳感器引起的綠色不均勻性假象。
提供另外的各種顏色重構濾波器用於應用。特別地，對於2×2亮度重構濾波器應用3×3顏色重構濾波器，或者對於4×4亮度重構濾波器應用5×5顏色重構濾波器。
在上述的整個處理鏈(即RGB重構)中，特別包含-用於相位匹配的後置濾波器的實現；
-亮度信號處理；-顏色重構信號處理，包含一個虛假彩色濾波器以及特別是一個另外的後置濾波器的實現；以及-輪廓信號處理，信號失真量被限定到極低的水平。
這對最終的JPEG轉換也成立。在一個優選的配置中，也可以進行按列或按行的處理，以按照所提出的方法執行smartgreen3重構算法。這在詳細說明部分的3.2章中針對一個優選實施例作概述。這樣的處理有益地減少內部存儲器的存儲量和與外部存儲器交換的數據量。這將支持處理效率和速度。如果所有數據傳輸都被旋轉90°，這樣的措施也成立。
所提出的方法有益地在上文所提出的設備上執行，特別是在計算系統和/或半導體器件上執行。這樣的系統可有益地包含一個位於圖像傳感器和處理晶片之間的中間存儲器接口。由此有利地不再限制要被濾波的像素陣列的長度和行數，與外部存儲器交換的數據量當然也不應過多地延遲處理時間。因此沒有任何作為中間接口的存儲器的實時處理仍然是可能的。所述計算系統可以是任何種類的處理器單元或系統或計算機。
優選地在沒有任何作為中間接口的存儲器時也可以進行實時處理。然而，在這種情況中，出於成本的原因，可以限制可用的行延遲的總量，特別地限制到兩個。這可導致只有三個垂直抽頭(taps)可用於RGB重構以及用於輪廓信號的實現。
本發明進一步導致一個可存儲在一個可由計算系統讀取的介質上的電腦程式產品，其包含一個軟體代碼段，當所述程序產品在計算系統上、特別是在攝影機的計算系統上被執行時，所述軟體代碼段執行所提出的方法。
詳細說明部分將參照附圖進行例示和描述。儘管將展示和說明的被認為是本發明的優選實施例，當然應當明白，在不偏離本發明的精神的情況下可以在形式上或細節上作出各種修改和改變。因此不應把本發明限定於這裡所展示和說明的精確形式和細節，也不應將其限定於少於如本文這裡所公開的和此後所要求保護的本發明的整體。另外，無論單獨地還是組合地考慮，在說明書和附圖以及公開本發明的權利要求書中所描述的特徵，對本發明來說都是十分重要的。
伴隨附圖的詳細說明提供以下章節1.白補償的亮度重構方法的處理流程2.經白補償的亮度信號3.RGB顏色重構3.1 用於3×3和5×5RGB顏色重構的虛假顏色消除器3.2 對列包(column packages)的處理3.3 RGB顏色重構的起點3.4 3×3顏色重構濾波器3.5 5×5顏色重構濾波器4.結論附錄1傳感器矩陣對OLPF的傳輸的影響附錄2沒有內部行存儲器的2×2後置濾波器附錄3傳統重構的傳輸特性附錄44×4和6×6顏色重構4.1 4×4 RGB顏色重構4.2 6×6 RGB顏色重構4.3 對4×4和6×6相位重構濾波器的評估附圖表示本發明的優選實施例，列舉如下

圖1RGB重構和輪廓重構在基於存儲器的體系結構中的位置；圖2smartgreen3重構的基本框圖；(關於用smartgreen參數與紅色和藍色的相乘的方框的特定信息可從WO 99/04555中獲得。)圖3經白補償的亮度像素Yn的實現；圖4幾個白補償的亮度重構濾波器；(圖3和4表示一個有益地沒有綠-綠差異的優選實施例的經白補償的亮度信號。綠-綠差異可以通過恢復拜爾圖像的綠色均勻性而被去除，其允許在維持拉普拉斯(即smartgreen)RGB重構方法並且沒有可見的解析度損失的情況下消除綠色信號中的綠-綠差異。綠-綠差異也可以通過防止RGB拜爾圖像傳感器的並行輪廓信號中的綠色不均勻性而去除，這是可以通過開發一種用來消除由圖像傳感器引起的綠-綠差異的二維並行輪廓濾波器而進行的。)
圖5smartgreen1/2(加虛假顏色消除器)與Yn之間的相位差；圖6在3×3或5×5低頻RGB信號和2×2後置濾波器中的虛假顏色消除；(關於帶有虛假顏色檢測器和虛假顏色消除器的方框的具體信息也可以從WO99/04555中取得。圖6中的虛假顏色濾波器在顏色濾波器和2×2後置濾波器中的實現表示一個優選實施例。)圖7如例如WO99/04555中所述的那樣通過使用三個垂直行中的smartgreen1信號的虛假顏色檢測；圖8通過2×2後置濾波器的顏色信號相位恢復的參考實施例；圖9通過2×2後置濾波器消除綠色不均勻性；(綠-綠差異可以通過恢復拜爾圖像的綠色均勻性而被去除，其允許在維持拉普拉斯(或smartgreen)RGB重構方法並且沒有可見的解析度損失的情況下消除綠色信號中的綠-綠差異。綠-綠差異也可以通過防止RGB拜爾圖像傳感器的並行輪廓信號中的綠色不均勻性而去除，這是可以通過開發一種用來消除由圖像傳感器引起的綠-綠差異的二維並行輪廓濾波器而進行的。)圖10表示在一個行方向(左)和一個列方向上(右)的數據包傳輸的圖；圖11採用從外部存儲器的按列的包傳輸的2×2後置濾波器的基本框圖；圖12採用按列的數據傳輸的2×2後置濾波器的內部存儲器；圖13帶有傳感器數據和帶有垂直傳輸選項的內部包存儲器；(圖10至13表示一個優選實施例。當所有數據傳輸被旋轉90°時按列處理的概念也適用，產生具有相同的好處的按行的處理。)圖14當存在一個中央綠色時一個3×3綠色重構的值；圖15當不存在一個中央綠色時一個3×3綠色重構傳輸的值；圖16在一個2×2後置濾波器之後的一個3×3綠色重構的值；圖17對於傳統的重構(左)的和對於更好的匹配的綠色重構(右)的呈綠色的對角線幹涉；圖18利用傳統的綠色重構(頂)的和利用更好的匹配的綠色重構(底)的虛假顏色消除器假象；(圖14至18表示一個優選實施例。)
圖19對於存在綠色的拉普拉斯5×5綠色重構；圖20對於不存在綠色的拉普拉斯5×5綠色重構；圖21對於存在紅色/藍色的拉普拉斯5×5紅色/藍色重構；圖22對於空的紅色/藍色中央行和列的拉普拉斯5×5紅色/藍色重構；圖23對於不存在紅色/藍色中央像素和空的紅色/藍色中央列的拉普拉斯5×5紅色/藍色重構；圖24對於不存在紅色/藍色中央像素和空的紅色/藍色中央行的被旋轉的紅色/藍色濾波器的值；圖25總的綠色(左)和總的紅色/藍色(右)濾波器的權重；圖26總的綠色(左)和總的(但是修改了的)紅色/藍色(右)濾波器的權重；圖27在左側顯示綠色與紅色/藍色傳輸之間的失配和在右側顯示確實匹配的傳輸的例子；(圖19至27表示一個優選實施例。)圖28三個輪廓濾波器的傳輸特性；(圖28表示一個優選實施例，即無混疊的並行輪廓信號。這或者可以通過對拜爾圖像傳感器的並行輪廓處理實現，該處理允許使用來自圖像傳感器中的綠色信號來與RGB顏色重構並行地生成二維的輪廓信號。其優點是不需要額外的行延遲，而在串行輪廓處理的情況中或者對於RGB拜爾圖像傳感器的無混疊的輪廓則需要額外的行延遲，該RGB拜爾圖像傳感器基於一個獨有的5×5並行輪廓濾波器，它在無需光學低通濾波器的情況下在第一RGB樣本頻率下有一個零通過量。它的信號失真幾乎是零，導致一個沒有可見的假象的輪廓信號。迄今已知的輪廓濾波器也放大傳感器的奈奎斯特域以外的反折的(backfolded)和不希望有的頻率。這將導致失真並因此導致多餘的混疊分量在畫面中更好的能見度。這個獨有的5×5濾波器防止那些混疊假象，此外還消除在圖像傳感器的綠色通道中產生的綠-綠差異。)圖29表示在RGB樣本頻率周圍的、作為傳感器矩陣的一個函數的混疊量的例子；圖30在帶有一個統一矩陣(unity matrix)(頂部)和沒有統一矩陣(底部)的波帶片(zone plate)場景的中間行的水平的彩色混疊；
圖31通過同時處理兩行數據避免2×2後置濾波器行存儲器的方案；圖32通過向外部存儲器交換行數據避免2×2後置濾波器行存儲器的方案；圖33傳統RGB重構的基本要素；圖34傳統3×3綠色重構濾波器的值；圖352×2後置濾波器之後的綠色傳輸的值；圖36對應空的紅色/藍色中央行和列的紅色/藍色的傳統重構的值；圖37對應只有紅色/藍色行數據不存在的紅色/藍色的傳統重構的值；圖38對應只有中央紅色/藍色列數據不存在的紅色/藍色的傳統重構；圖392×2後置濾波器之後的四個不同的紅色/藍色重構傳輸的值；圖40表示作為一個4×4統一陣列的開始位置的函數的重構的紅色像素的相位的圖；圖41表示作為一個紅色和一個藍色的函數的不同中央像素的圖；圖42表示維持作為開始位置的函數的4×4重構的紅色相位的圖；圖43圖42的開始位置1的4×4紅色傳輸特性；圖44三個4×4綠色重構濾波器；圖45分別應用了圖44的第一(頂部)、第二(中間)或第三(底部)綠色濾波器的例子；圖46彩色瞬變(transients)；-頂部利用4×4統一RGB濾波器的綠色-品紅和紅色-藍色瞬變，-底部利用R/B相位校正和第三G濾波器的相同瞬變；圖47表示維持作為開始位置的函數的6×6重構的紅色相位的圖；圖48圖42的開始位置1的6×6紅色傳輸特性；圖49一個適當的6×6綠色濾波器的權重；
圖50表示一個6×6相位校正濾波器的對角線瞬變改善的例子；圖51表示利用4×4(左)和3×3(右)彩色濾波器的虛假顏色消除的例子；圖52表示一個人工波帶片的帶寬的例子；-左上最佳的3×3，右上最佳的5×5顏色濾波器(包括一個2×2後置濾波器，-左下最佳的4×4，右下最佳的6×6相位校正顏色濾波器；圖53彩色對角線邊沿的例子；-左上最佳的3×3，右上最佳的5×5濾波器(包括一個2×2後置濾波器，-左下最佳的4×4，右下最佳的6×6相位校正濾波器；(圖29至53表示一個優選實施例，特別是關於後濾波的。)1.白補償的亮度重構方法的處理流程在圖1中，表示了一個帶有中央總線和外部存儲器接口的集成電路的總體體系結構的一部分。通過中央總線向外部存儲器提供一個傳感器信號。為了RGB顏色重構和並行輪廓重構的實現，通過中央總線從外部存儲器檢索傳感器數據用於重構。在重構之後，數據被直接發送到處理塊或發送回外部存儲器。
處理塊或多或少含有一些標準化的如矩陣、白平衡(whitebalance)、拐點調整(knee)和伽馬(gamma)之類的攝影機功能。向所述處理直接發送重構的數據是一個重要的問題，因為為了獲得對靜止畫面或視頻數據快速的執行時間，應當限制向存儲器或從存儲器的耗時的數據交換量。
在圖2中，表示了所提出的方法的一個優選實施例的更詳細的框圖，以下稱該方法為″smartgreen3″信號重構。通過中央總線，傳感器數據被以小包(packets)的形式從外部存儲器發送到重構塊中的小內部存儲器陣列。從圖2中的這個[1S×64H×6V]陣列(例如含有1個信號(16位)和64水平×6垂直像素(768位元組))，原始傳感器數據能被隨機地檢索以供重構。特別地，一行傳感器數據能按(64-2*ho)的倍數的像素被處理，其中，ho是濾波器陣列的水平偏移(horizontaloffset)。對於一個n×m重構陣列(其中″n″是水平的像素、″m″是垂直的像素)，偏移是ho＝n div 2，″div″的意思是向零取整到最接近的整數。因此，成立以下關係n＝3則ho＝1，n＝4或n＝5則ho＝2，n＝6則ho＝3。第一個能被重構的像素位於位置1+ho，最後一個位於位置N-ho，其中N是一個傳感器行中的像素的總數。重構一個完整的傳感器行需要把N/(64-2*ho)個包發送到重構塊。在圖2的下部，RGB顏色信號被用原始傳感器數據重構。通過選擇濾波器權重，(低)頻率傳輸取決於攝影機的光傳輸。是否使用虛假顏色消除器和2×2後置濾波器也取決於光傳輸。在圖2的上部將R和B像素與smartgreen參數相乘。Smartgreen參數例如可按照在WO 99/04555或EP 01 200 422.2中公開的方法檢索。利用這個特定的信號，三個無混疊的亮度信號被重構輪廓信號、經白補償的亮度信號Yn和低頻亮度信號Ylf。後一個具有與所重構的RGB信號大約相同的傳輸特性。通過從經白補償的亮度信號Yn中減去低頻信號Ylf，生成一個高頻亮度分量(Yn-Ylf)。認識這樣的事實是重要的，即在此優選實施例中，為了防止更高頻率下的不想要的虛假顏色，如果可能的話，不應當比在處理塊中的矩陣和白平衡功能以後更早地將(Yn-Ylf)信號加到每個顏色信號。對輪廓信號來說這也完全一樣。防止所提及的不想要的虛假顏色，是重構塊的總輸出由四個或分別地三個信號組成的原因。除了儘可能最快的執行時間之外，這是為什麼優選地直接向處理塊發送所有信號的第二個原因。第三個原因可能是這讓兩倍的[4S×64H×1V]內部存儲器成為多餘，其中一個在重構塊中用於向外部存儲器發送四個信號，一個在處理塊中用於再次檢索所述信號。[4S×64H×1V]內部存儲器代表一個垂直行的(64-2*ho)個水平像素的四個(16位)信號的存儲，其在湊整到64個像素時含有總共640個字節。
如果例如對於通過CPU藉助特定的軟體進行的耗時的重構和/或處理需要設計的最大靈活性，則應當應用兩個[4S×64H×1V]內部存儲器，一個用於重構，一個用於處理。
在圖2的上部，實現無混疊的輪廓，緊接著是過衝(overshoot)控制處理器，其防止在低頻下的過衝和下衝(undrshoot)。使用二維分步瞬時信號(step transient signal)的二維清晰度改善，是通過實現一個適於控制過衝的二維檢測信號而達成的。這個所謂的分步瞬時信號能被用於若干過衝(和下衝)控制方法，產生非常吸引人的清晰度改善，而沒有誇大的、看起來不自然的過衝。允許把輪廓信號和(Yn-Ylf)信號相加成一個單一的信號，並向內部[4S×64H×1V]存儲器發送。
可以對以下章節概括如下。
在第2章中，描述利用2×2和4×4濾波器實現無混疊和零失真的亮度信號Yn。在第3章中接著利用虛假顏色消除器實現低頻RGB重構。也可以應用利用了4×4和6×6光學低通濾波器陣列的低頻亮度信號。在內部文檔號為ID606638-I的專利申請的詳細說明的第3章特別對細節作了解釋，該申請與本申請同日提交，在此引用作為參考。也可以實現4×4和6×6無混疊輪廓信號，作為對5×5無混疊輪廓重構濾波器的替代或附加。輪廓重構濾波器的細節在內部文檔號為ID606638-III的專利申請中公開，該申請與本申請同日提交，在此引用作為參考。所提出概念可靈活地被適配為光傳輸和傳感器矩陣的一個函數。在內部文檔號為ID606638-I的專利申請的詳細說明的第4章特別對細節作了解釋，該申請與本申請同日提交，在此引用作為參考。
2.經白補償的亮度信號經白補償的亮度信號是基於smartgreen參數的計算。在WO99/04555和EP 01 200 422.2中示出了例子。SmartGcntrlR和SmartGcntrlB參數被分別稱作wbr和wbb。圖3顯示，紅色和藍色像素被乘以smartgreen參數。然後，四個像素被相加在一起，產生一個經白補償的亮度像素Yn。考慮作為第一個像素的R像素，Yn像素的中央被向右和向底移位半個像素。結果是，所有其它必須被重構的信號(即紅-綠-藍和輪廓)都應當獲得與這個Yn信號相同的中央位置。
經白補償的亮度信號Yn的優點與5×5無混疊輪廓信號的完全相同。RGB拜爾圖像傳感器的一個無混疊的輪廓是基於一個獨有的5×5並行輪廓濾波器，其在不需要光學低通濾波器的情況下，在第一RGB樣本頻率有一個零通過量。它的信號失真幾乎是零，導致一個沒有可見的假象的輪廓信號。迄今已知的輪廓濾波器也放大傳感器的奈奎斯特域以外的反折的和不希望有的頻率。這將導致失真並因此導致多餘的混疊分量在畫面中更好的能見度。這個獨有的5×5輪廓濾波器防止那些混疊的假象，此外還消除在圖像傳感器的綠色通道中產生的綠-綠差異。具體優點是1.在不需要OLPF(光學低通濾濾器)的情況下，Yn信號在第一RGB樣本頻率有一個零通過量，因此它在這些點將不產生混疊。在樣本頻率的第二和更高的倍數下通過量低，但是透鏡的低通和傳感器的調製傳輸功能(MTF)在這裡也將是有效的。
2.信號失真幾乎是零，導致一個沒有可見的假象的亮度信號Yn。
以下將解釋為什麼2×2白補償的亮度濾波器特別有益。
1.對於消除圖像傳感器的順序RGB拜爾顏色信號中的調製顏色信息和消除由圖像傳感器引起的綠色不均勻性，需要2×2的統一矩陣(unity)。避免RGB拜爾圖像傳感器的並行輪廓信號中的綠色不均勻性，是通過一個開發用來消除由由圖像傳感器引起的綠-綠差異的二維並行輪廓濾波器的方法實現的。用於拜爾圖像傳感器的並行輪廓處理允許利用來自圖像傳感器中的綠色信號以便與RGB顏色重構並行地生成二維輪廓信號。
優點是不像在串行輪廓處理中那樣需要額外的行延遲。應當注意的是，無論使用了什麼OLPF類型，它既不影響大的飽和顏色區域中的這個顏色調製，也不影響綠色不均勻性。
2.為了消除矩陣和/或環境色溫的影響，需要乘以smartgreen參數，其中，矩陣的係數的總和不等於統一值。
這是為什麼計算smartgreen參數的兩個原因。如果這些參數不統一，顏色傳感器將不起黑白傳感器的作用。
經2×2白補償的亮度信號Yn的微小缺點可能是，當應用光學低通濾波器(OLPF)時，解析度將降低。然而，這可通過應用4×4濾波器重構Yn而得到補償。根據OLPF的低通傳輸的量，可選擇具有更重權重的Yn濾波器。在圖4的左側，表示了已經描述過的2×2 Yn濾波器。在中間和右側，表示了兩個4×4 Yn濾波器。右邊的是「最重的」濾波器。除了用於補償OLPF的傳輸損失，它們也能被應用於透鏡的傳輸損失的補償。
3.RGB顏色重構在這個優選實施例中描述的重構方法應當適合帶有任意的光學低通濾波器(OLPF)的或者根本不帶有OLPF的攝影機。選擇一個適當的OLPF不是一個簡單的事情。在多數情況中，這是在清晰度的損失與接受一定量的混疊或優選地沒有混疊之間的一個折衷。相關的參數是1.透鏡的光傳輸；
2.包括一個可能的像素微透鏡的、確定光敏感的參數的傳感器的調製傳輸函數(MTF)；3.由傳感器的顏色陣列確定的傳感器矩陣。如附錄1中所解釋的那樣，由矩陣的重量引起的額外的混疊量，影響OLPF傳輸的規定；4.一個給定的重構算法(它當然也導致一定的傳輸特性)，導致需要通過OLPF或多或少地減少混疊。
如果在攝影機中這四個參數的一個已經被修改，應當考慮對OLPF的適配。這裡產生的一個問題是，OLPF一般是在不考慮所提及的全部四個參數的情況下規定的。因此在此優選實施例中，試圖根據現有的或優選的攝影機設計(即光學器件(pt.1)和傳感器(pt.2和3))預期一個提供某種靈活性的重構方法(pt.4)。重構濾波器的傳輸可通過選擇某些濾波器權重而被改變，但是最重要的是應用一個虛假顏色消除器的可能性。
這一章中解釋RGB顏色重構濾波器一個使用3×3陣列，一個具有5×5陣列。這兩個都可以與虛假顏色消除器一起被應用。首先解釋如何實現重要的虛假顏色消除器，以及為什麼與如分別在WO 99/04555和EP 01 200 422.2中概述的那樣和smartgreen1/2一起應用的虛假顏色消除器相比，它幾乎不產生或不產生可見的假象(黑和白點)。
3.1用於3×3和5×5 RGB顏色重構的虛假顏色消除器如果已經應用了一個弱的光學低通濾波器或沒有應用光學低通濾波器，則使用虛假顏色消除器應當是可能的。在這個實施例中，虛假顏色消除器的檢測器的一個必然要求是，為了獲得最高可能的綠色解析度，它應當基於最小可能的綠色重構陣列。直到現在，所發現的最佳陣列特別是按照smartgreen1/2方法的3×3中值濾波器。然而當與smartgreen3的6×6陣列結合地使用3×3陣列時，這意味著在smartgreen1的重構的綠色中央像素與smartgreen3的經白補償的亮度像素之間將有一個相位差。
圖5表示這個相位差smartgreen1的中央綠色已經被向右和向下(因此向東南方向)移位半個像素。當然，其它三個方向也是有可能的，但是以後將會變得清楚，東南方向是故意選擇的。
為了保持smartgreen1或smartgreen2信號的相位及其虛假顏色消除器，必須應用3×3或5×5顏色重構濾波器。在這樣的情況下，所產生的RGB信號與smartgreen3的經白補償的亮度信號Yn的相位差將和smartgreen1/2信號相同。這個相位差問題，可通過在重構的顏色信號和它們的虛假顏色消除器之後應用一個2×2後置濾波器而得到解決，如圖6中所示的那樣。低頻輸出顏色信號Ro、Go和Bo於是將與經白補償的亮度信號Yn匹配。
在圖6的上部，表示了虛假顏色檢測器的路徑。這裡可選擇兩類虛假顏色檢測器。第一類是使用方法1的，第二類是使用方法2的，分別用於綠色的存在和不存在。這裡已經選擇了只使用方法2的稍好的第二類檢測器。如圖7中所示，這個檢測器在同時需要三個相鄰行，每個行內有一個smartgreen信號。圖7的行2到6中的紅色和藍色像素首先被乘以smartgreen參數。然後，用一個中值濾波器在行3中以行2至4中的數據重構一個smartgreen1/2信號，在行4中以行3至5中的數據重構一個smartgreen1/2信號，最後在行5中以行4至6中的數據重構一個smartgreen1/2信號。這三個smartgreen1/2信號和FCsigmaG信號被提供到虛假顏色檢測器。FCsigmaG是圍繞中央綠色像素的四個綠色像素的值的和除以4。
例水平像素延遲水平方向上的smartgreen1/2信號的重構需要四個水平像素延遲。以中央像素為參照(有兩個像素的延遲)，這意味著所重構的RGB信號也應當有兩個像素的延遲。同樣，圖2中所示的三個亮度信號Yn、Ylf和輪廓，應當在維持適當相位的情況下獲得兩像素的延遲。這例如可通過以兩個像素的延遲開始它們的重構而實現。對水平延遲方面將不詳述，因為他們能通過在正確位置開始的像素延遲而解決。
圖6的下部中表示RGB顏色重構，其細節將在下一章作進一步討論。向虛假顏色消除器提供三個低頻顏色信號Rlf、Glf和Blf。藉助三個行存儲器，這三個顏色信號被一個2×2後置濾波器濾波，然後，恢復與經白補償的亮度信號的相位關係。在圖8中顯示了為什麼在圖5中故意選擇將在行4和列4中生成中央smartgreen1/2像素(或Rlf、Glf和Blf像素)。通過一個單一行和一個單一像素延遲，可以把以前生成的顏色信號相加，以被2×2後濾波。
儘管尚未解釋RGB顏色重構的細節，在這裡仍將提到為什麼smartgreen3的虛假顏色消除器(已經在上文被稱作虛假顏色濾波器)比smartgreen1/2的更好的理由1.優選地，在低頻重構的RGB信號上進行虛假顏色消除，導致較少的假象。
2.萬一發生虛假顏色消除器的假象，它們將被2×2後置濾波器減少。綠色不均勻性也被後置濾波器消除，例如如圖9中所示的那樣。
3.經白補償的亮度信號的高頻貢獻將屏蔽可能的虛假顏色消除器假象。
4.如圖7中所示的那樣，類似於方法2使用周圍的smartgreen像素的虛假顏色檢測器，在性能上比方法1的稍微更好。
當應用傳統的RGB顏色重構時，第1項不再有效，然而這最好不被smartgreen3應用排除。可視為smartgreen3的一個優點的是，即使沒有真實的低通顏色信號，在基於smartgreen1或2的虛假顏色檢測器之間也沒有多少差別。在最後的smartgreen3重構後，使用傳統重構濾波器的結果可能是完全可以接受的，因為它幾乎沒有假象。
關於虛假顏色檢測器所應該說的是，它使用某個水平，超過這個水平虛假顏色就被消除。低於該水平的虛假顏色(例如由於光學低通傳輸的小幅度的虛假顏色)將不被消除。對於smartgreen3而言，虛假顏色檢測器的調整遠沒有對於smartgreen1/2那樣重要。
關於顏色和亮度假象，smartgreen3的一個主要優點是，現有技術的方法的看起來像郵票的邊沿消失了。其原因是smartgreen1/2信號完全未被應用在顏色和亮度信號中。取代混疊的smartgreen1/2信號，應用無失真的經白補償的亮度信號Yn。
圖9的左手邊表示使用傳統重構方法的綠色不均勻性。在右手邊一個2×2後置濾波器顯示該不均勻性的消除。
3.2利用列包的處理在解釋了為了匹配RGB顏色信號與經白補償的亮度信號的相位而需要2×2後置濾波器後，很明顯最好不應在硬體中實現行存儲器。將描述三個實現這一點的解決方案。其中有兩個在附錄2中解釋，最有意思的一個在這裡解釋。
到現在為止一直假設在行方向上從外部存儲器向重構塊傳輸傳感器數據的64像素寬的包。在圖10的左手端，顯示了這個按行的包傳輸。到達第一行的末尾時，包傳輸在第2行的開頭開始，如此等等。然而這個水平傳輸需要能用用於2×2後置濾波器的完整的行存儲器。
然而在給定完整畫面的傳感器數據已經被存儲在外部存儲器的條件下，也有可能在列方向上應用一個包傳輸。在圖10的右手端顯示這個按列的包傳輸。在發送第一行的第一個包後，第二行的第一個包被發送。這個程序一直持續到最後一行。然後，發送向右移位(64-2*ho)個像素的第一行的第二個包，然後該程序再次開始，一直到最後一行中的所有水平像素最後都被重構為止。
對於按行和按列這兩種方式的包傳輸來說，信號重構在每個包內是在水平方向上執行的。通過在具有所述包寬度的內部存儲器中存儲RGB顏色信號，以及然後轉移到下一行，它的數據能被用於2×2後置濾波器。按列包傳輸的優點是它不需要一個完整的行存儲器。具有一個包的寬度的內部存儲器寬得足以獨立於傳感器的水平像素的個數。
在圖11中表示的是按列的包傳輸的基本框圖，它包括2×2後置濾波器所需要的、只有64像素寬的內部存儲器。注意到圖11幾乎與圖32(附錄2)相同，只是不需要[3S×64H×1V]後置濾波器存儲器與中央總線和外部存儲器的互聯。如將要在附錄2中所要解釋的那樣，這將有益地防止66％的向外部存儲器的數據交換。
圖12顯示，內部的後置濾波器存儲器是一個只有64像素寬的FIFO(先進先出)存儲器。如果前一行的一個像素已經被發送到後置濾波器，它的存儲地點的空間變得可用。實際被重構的RGB數據於是能被存儲在該初始的空閒空間上。因此對於此優選實施例中的這個目的來說，[3S×64H×1V]內部存儲器是足夠的。16位RGB數據存儲的字節總數多達384。
3.2.1減少來自外部存儲器的傳感器數據傳輸量如果傳感器數據的內部[1S×64H×6V]輸入存儲器能如圖13中所示的那樣在垂直方向上向下移位，則來自外部存儲器的包僅需要有高度為單一行的64像素的寬度[1S×64H×1V]。每次需要重構下一行的數據時，內部存儲器中的數據被向下移位一行。之後，只有上一行被來自外部存儲器的數據填充。
後面緊接著被使用按列包傳輸的、不要求在內部存儲器中的垂直傳輸選項的處理的重構所需要的單元(units)的數量為●從外部到內部存儲器的傳感器數據[1S×64H×6V]或6個傳輸單元●從處理塊到外部存儲器的RGB數據[3S×64H×1V]，是3個傳輸單元總共 9個傳輸單元●如果包括垂直傳輸選項，這變成[1S×64H×1V]，或1個傳輸單元●保留到外部存儲器的三個RGB數據單元3個傳輸單元總共 4個傳輸單元因此用於重構和處理的數據交換量已經被減少56％以上。
一個傳輸單元被認為相當於1S×64H×1V，即1個64水平像素的信號。
3.3RGB顏色重構的起點對於此優選實施例中的smartgreen3的RGB顏色重構來說，一般必須考慮到三個特定的起點。
1.如果利用具有更大的帶寬的濾波器(像傳統的RGB重構一樣)，則各單一顏色的傳輸特性之間的差別將引起在更高的黑白場景(scene)頻率下的彩色幹涉(interferences)。這是由在它們的樣本頻率的每個倍數下的不同傳輸特性的反折引起的。因為在拜爾傳感器上有數量是紅色或藍色像素的兩倍的綠色像素，綠色傳輸的更好匹配具有第一優先權。將要表明的是，最佳匹配的綠色特性由於假象而不在邊緣處呈現最佳性能。對這個現象上還沒有真正的解釋。在下面各章中提及的係數，已經在大量試驗和錯誤中被發現並已經被實驗所證明。
2.如果利用像5×5濾波器那樣具有低於奈奎斯特頻率的帶寬的濾波器，當然在樣本頻率的倍數周圍將有混疊。只有適當的OLPF能防止這種混疊。如果那些低頻RGB濾波器不是足夠地匹配，則將發生黑白低場景頻率的彩色再現。將要表明的是，矩陣係數的重量(heaviness)在這裡起著非常重要的作用。
3.應當選擇也防止由RGB拜爾圖像傳感器引起的綠色不均勻性問題的綠色係數。圖9表明，就3×3或5×5 RGB濾波器而言，2×2後置濾波器已經消除綠色不均勻性。然而如果3×3和5×5濾波器也消除綠-綠差異，則是有益的。
3.43×3顏色重構濾波器附錄3中表示了傳統RGB顏色重構濾波器的傳輸特性。圖14和15中表示一個3×3綠色重構濾波器的更好的匹配特性。左上角顯示濾波器權重。
儘管2×2後置濾波器也將消除綠-綠差異，圖14和15的綠色重構濾波器將已經消除綠-綠差異。也可以應用一個用於開發一個消除由圖像傳感器引起的綠-綠差異的二維並行輪廓濾器的方法。
有這樣一條規則成立「相鄰對角線濾波係數的相減應產生一個零貢獻。這將平均並因此消除綠色像素的綠-綠差異」。
這個規則也適用於如在第2章中對經白補償的亮度信號的描述中所解釋的亮度重構濾波器。然而，如果濾波器不能解決綠色不均勻性，這將被明確地提及。
圖16展現在2×2後置濾波器之後的fa綠色傳輸。在左手端所顯示的傳輸對應於「綠色存在」，在右手端所顯示的傳輸對應於「綠色不存在」。要注意的是，低頻混疊的量是由第一濾波器(即重構濾波器)決定的。後置濾波器僅僅減少高頻分量。更好匹配的綠色濾波器的優點是●它們在更高對角線頻率下將引起更少的呈綠色的幹涉，這從圖17中可見，●將產生更少的虛假顏色消除器假象，這從圖18中可見，●在邊緣處沒有假象，這也從圖18中可見。
在圖17中，一個經低通濾波的波帶片場景(zone plate scene)已經被與一個統一傳感器矩陣一起應用，即沒有應用smartgreen3處理，沒有虛假顏色消除器，沒有2×2後置濾波器。圖17展示3×3重構濾波器之後的顏色信號。除了在右手端的呈綠色的對角線幹涉的降低外，也可以看到解析度的損失。後來在這個處理中這個損失也可以通過對Yn信號的適當選擇而得到補償。
在圖18中，顯示一個方塊的MacBeth顏色方格圖(color checkerchart)的虛假顏色消除器假象，該圖在這裡被放大四倍。儘管沒有顯示，該方塊是黃色的。圖中表示了3×3傳統(頂部)和smartgreen3(底部)重構的顏色信號。對於後者來說，既沒有應用smartgreen3高頻處理，也沒有應用2×2後置濾波器。用於二者的虛假顏色檢測器只按照檢測方法2使用傳統的smartgreen1信號。
要注意的是，與martgreen1/2重構方法的一個差別是，smartgreen3不把smartgreen信號當作顏色信號應用。它僅被用於虛假顏色檢測器。下部的假象的缺少，主要是由綠色傳輸特性引起的。儘管它們比傳統的重構方法更好地匹配，它們仍然是不同的。然而，它們在彩色和黑白邊緣提供令人驚訝地完美的重構。這使圖14和15的綠色濾波器組合非常獨特和優越。
這種濾波器也可被應用於被稱作smartgreen4的重構概念。在內部文檔號為ID606638-III的專利申請的詳細說明的第5章特別對細節作了解釋，該申請與本申請同日提交，在此引用作為參考。
3.5.5×5顏色重構濾波器圖19和20中表示一個5×5綠色重構濾波器的傳輸特性。左上角中顯示濾波器的權重。要注意的是，圖19中的濾波器單獨地並不消除綠-綠差異。在圖21、22、23和24中，表示5×5紅色和藍色濾波器的傳輸特性。
為了有可能進行拉普拉斯濾波，對於總的綠色濾波器，有必要將每個濾波器的權重乘以這樣一個整數因子，使得兩個濾波器的總權重變得相等。對應於綠色的存在的權重被乘以因子3，對應於綠色的不存在的權重被乘以因子5，這從圖25的左手端可見。對於總部的紅色/藍色濾波器來說，通過對於圖22乘以因子6和對於圖22和23乘以因子2，權重已經被匹配，如在圖25的右手端可見的那樣。
為了實現3.3章中的第2點(低頻下的RGB傳輸匹配)，應當非常仔細地選擇權重。圖27在右手端表示使用上述濾波器權重的波帶片的結果，在左手端表示利用如以下在圖26中所示的經修改的紅色/藍色權重的結果。呈綠色的低頻顏色的原因是綠色和紅色/藍色傳輸之間的失配以及使用像FT19(3000×2000像素)類型的傳感器所具有的那樣的相當重的矩陣。這將在附錄1中詳細表示。要注意的是，原始的波帶片場景在被傳輸到FT19傳感器信號之前已經被低通濾波，以便模擬特定的光傳輸，以及防止由於重的矩陣而引起的被擴大的混疊量。原始的波帶片已經獨立於頻率地被以100％的幅度實現。儘管「綠色存在」和「不存在」之間的更好匹配的傳輸特性是可能的，圖19和20的濾波器在彩色以及黑白邊緣幾乎沒有假象，而更好的匹配則有。與前面提及的3×3綠色濾波器有一個相似之處它並不是理想匹配的，但是它在邊緣幾乎沒有假象。儘管有這些小的假象以及此5×5綠色濾波器的綠色不均勻性，2×2後置濾波器將減少和分別消除它們。
為了最好地看到差別，最好先蓋住圖27的左手端，然後蓋住右手端。
附錄4中對於4×4或6×6陣列解釋RGB顏色重構。
●已經描述了兩個有趣的重構濾波器，一個有3×3陣列，一個有5×5陣列。當應用按列的處理時，為了與經白補償的亮度信號有適當相位關係而必須的2×2後置濾波器不是真的問題。此外，這些濾波器原則上可與虛假顏色消除器一起應用或者不用虛假顏色消除器。
●4×4和6×6濾波器較不適合與虛假顏色檢測器一起應用，這是由於它們之間較不合宜的相位關係，但是應用是可能的。
4.結論與smartgreen1和smartgreen2相比，用smartgreen3實現以下特定優點●它是一個靈活的設計。根據傳感器矩陣的重量，可以在兩個顏色重構濾波器之間作出一個選擇。因此，能夠特定於應用地定義(低通)亮度濾波器。能選擇幾個高頻亮度濾波器，並作為攝影機的光傳輸的函數調整所述高頻亮度濾波器。
●由於取決於所選擇的顏色重構的虛假顏色消除器，它幾乎沒有或者根本沒有可見的假象(黑白點)。其原因是使用了比smartgreen1和smartgreen2更強的經低通濾波的顏色重構。
●根本沒有由smartgreen重構引起的假象，其簡單的原因是，smartgreen概念只被用於虛假顏色檢測，而不被用作顏色信號。為了補償解析度的損失，生成一個高頻亮度信號。
●取決於所選擇的顏色重構，反折的彩色混疊的帶寬比smartgreen1和smartgreen2的小。
●紅色、綠色和藍色重構濾波器的傳輸以這樣的方式被匹配，即比起傳統的smartgreen1和smartgreen2濾波器，在更高的對角線頻率下將發生較少的或者不發生呈綠色的幹涉。
●顏色重構濾波器在顏色和亮度邊緣沒有看起來像郵票邊沿一樣的假象。
●通過與濾波器權重結合的所謂亮度白補償，所有生成的亮度信號都沒有混疊和失真。
●這裡所提出的smartgreen3設計的所有濾波器消除由傳感器引起的綠色不均勻性。特別地，5×5綠色重構濾波器藉助2×2後置濾波器最終構成這一點。
總之，由於其靈活性、沒有信號失真以及其虛假顏色消除器，smartgreen3很適合對數字靜止圖像和帶有拜爾顏色濾波器陣列的傳感器的鄰近視頻像素的重構和處理。
附錄1傳感器矩陣對OLPF的傳輸的影響如以上概述的那樣，傳感器矩陣在光學低通濾波器(OLPF)的傳輸特性的規定中起作用。對於以單一的代表參數表達混疊的量，將不作詳細的概述。但是上述陳述將藉助表示人工生成的波帶片的結果的圖29和30而表明。
圖29的左上部分被假設為在給定一個具有一定的傳輸的(模擬的)OLPF的條件下在清晰度的損失與可接受的混疊量之間的一個折衷。其中使用傳統的重構方法和統一傳感器矩陣。
右下部分表示完全相同的OLPF和重構方法，，唯一的區別是應用了一個Philips FT19傳感器矩陣。現在通過適配OLPF的傳輸能最佳地達到作為首要目標的折衷。
圖30的上部表示當使用一個統一矩陣時波帶片場景的中間行的RGB信號。其中使用了與圖29的相同的OLPF和重構方法。圖30的下部表示當使用Philips FT19傳感器的矩陣時的相同行的結果。
在為了找到在清晰度的損失與可接受的混疊量之間的一個折衷而定義一個OLPF時，對傳感器矩陣加以考慮是明智的。如已經表明的那樣，對於重構方法同樣如此。
判斷傳感器矩陣的重量的經驗法則在給定矩陣參數的情況下，幾乎不可能判斷它是否是一個重矩陣。因此，已經發展了以下的經驗法則「對於一個或多個顏色來說，如果除原色值以外的所增加的顏色的一個或兩個的逆矩陣值大於該原色值的一半，則該矩陣可被視為引起許多額外的混疊和額外的彩色噪聲的(相當)重的矩陣。」因為場景的色溫影響逆矩陣值，優選地應當在白平衡範圍的中間一點的色溫處定義傳感器矩陣。對於3000至7000K(開爾文)的範圍來說，5000K左右的色溫將是合適的。
FT19矩陣的參數紅色 2.1610 -1.7720 0.6120綠色 -0.15802.0830-0.9240藍色 -0.0190-0.6910 1.7090FT19矩陣的逆參數紅色 0.4858 0.4420 0.0815綠色 0.0486 0.6285 0.3223藍色 0.0252 0.2590 0.7162察看逆紅色矩陣值，向紅原色(0.4858)增加的綠色的量(0.4420)幾乎超出經驗法則的兩倍。對於逆綠色矩陣來說，向綠原色增加的藍色的量也不滿足經驗法則，但是可以認為是可以接受的。逆藍色矩陣是唯一的清楚地增加了遠遠低於藍原色值(0.7162)的一半的紅色和綠色值的量的矩陣。特別是基於紅色參數，FT19矩陣可被視為是一個重矩陣。
就獨立於光傳輸的重矩陣而言，應當總是應用一個5×5顏色重構濾波器。在本附錄中已經解釋過使用逆矩陣值的2倍因子標準。作為一個合乎邏輯的結果，應用一個5×5顏色濾波器和圖28的6×6Ylf濾波器是明智的。
附錄2沒有內部行存儲器的2×2後置濾波器參看3.1章，在這個附錄中解釋兩個避免非想望的用於2×2顏色後置濾波器的行存儲器的方法。
第一個方法使用以行3和行4兩個行作為中央行的同時顏色處理。圖31顯示，上部使用來自行1至5的數據作為輸入，在中央行3產生RGB顏色數據。在下部，使用來自行2至6的輸入數據。在中央行4產生RGB數據。信號R3-G3-B3和R4-G4-B4被提供到2×2後置濾波器，後者為了能夠執行2×2後濾波而使用一個用於6個顏色信號的內部像素延遲用於這個同時顏色處理的額外電路的量，可通過可用信號的智能組合而最小化。這樣，只需要一個額外的smartgreen1中值濾波器(導致它們的總數是4個而不是3個)、一個額外的虛假顏色消除器和一個額外的RGB重構濾波器。該額外的中值濾波器和虛假顏色消除器所需的晶片面積極小。這3個顏色重構濾波器將消耗額外面積的最大部分。
第二個方法用外部存儲器存儲所述三個重構的低頻RGB顏色信號的行數據。因此，如圖32中所示，使用一個內部存儲器作為與中央總線的接口，用於存儲和檢索重構的顏色行數據。其大小是[3S×64×1](即3個64水平像素的信號)，對於16位信號是384個字節。這個方法的一個微小缺點是耗費時間的顏色數據的交換，它將增加一個傳感器畫面的總執行時間。
為了2×2後濾波，與內部存儲器中位於位置(x，y-1)的數據一起使用位於位置(x，y)的實際被重構的顏色像素的數據。水平位置是x，行號是y，因此y-1是前一行。第一印象可能是內部存儲器應當含有用於兩行的兩個64像素包RGB顏色數據一個用於前一行，一個用於正在被重構並要被發送到外部存儲器的行。因此是[6S×64H×1V]，它比圖32中所示的大兩倍。然而，如果前一行的一個像素已經被發送到後置濾波器，它在內部存儲器中的空間就變得空閒。實際被重構的RGB數據於是能被存儲在該特定空間中。這意味著一個[3S×64H×1V]的內部存儲器就足夠。
關於數據交換的數量，適用不同的規則。首先，必須把前一行的顏色數據的包發送到內部存儲器。在該包被後置濾波器使用後，必須把帶有實際行的顏色數據的包發送到外部存儲器。所以，為了後濾波一個數據包，必須交換兩個包。假設重構的輸出直接連接到處理，對於增加數據交換量並從而增加執行時間，這意味著以下●從外部到內部存儲器的傳感器數據[1S×64H×6V]或6個傳輸單元●從處理塊到外部存儲器的RGB數據[3S×64H×1V]或3個傳輸單元沒有後濾波，相對的總交換量是9個傳輸單元●有後濾波，需要2×[3S×64H×1V]的額外包，因此6個傳輸單元結果，總的交換量是15個傳輸單元由於基於存儲器的後濾波，交換量的增加是(15/9)*100％-100％＝66％一個傳輸單元被視為1S×64H×1V，即1個64水平像素的信號。
附錄3傳統重構的傳輸特性圖33與smartgreen1相比有各種新特性。所增加的特別是傳統的RGB顏色重構的每個可能的起始位置的對應的3D傳輸(3Dtransfer)。對於綠色，有兩個不同的傳輸特性，對於紅色和藍色，甚至有四個。
對於傳統的綠色重構來說，如果中央綠色存在，則綠色傳輸是統一的，如果中央綠色不存在，則綠色傳輸是按照圖34下面的3D圖。
綠色重構傳輸中的差異，將引起由在綠色樣本頻率的每個倍數下的不同的綠色傳輸的反折引起的在更高的對角線頻率下的呈綠色的調製。
這個綠色重構濾波器的另一個微小缺點是，它遭受由RGB拜爾圖像傳感器引起的綠色不均勻性。然而2×2後置濾波器將解決這個問題。它允許消除傳感器的綠色信號中的綠-綠差異，同時維持拉普拉斯或smartgreen RGB重構方法並沒有可見的解析度損失。
圖35中顯示，在2×2後濾波後綠色傳輸特性變得更為等同。在左手端表示對應綠色的存在的傳輸，在右手端表示對應綠色的不存在的傳輸。
要注意的是，低頻混疊的量主要是由第一重構濾波器決定的。後置濾波器僅僅減少高頻分量。不過在更高對角線頻率下的呈綠色的調製將被減少。
對於傳統的紅色/藍色重構來說，四個不同的傳輸特性發揮作用1.如果存在中央紅色/藍色，則傳輸是統一(unity)的。
2.如果沒有紅色/藍色中央像素並且中央行以及中央列不含紅色/藍色像素，則圖36的傳輸是結果。
3.如果沒有紅色/藍色中央像素並且中央列不含紅色/藍色像素，則圖37的傳輸成立。
如果沒有紅色/藍色中央像素並且中央行不含有紅色/藍色像素，則圖38的傳輸成立，其等於圖37的傳輸，但是被旋轉90°。
在圖39中，表示了在2×2後濾波之後的4個不同的紅色/藍色傳輸。要注意的是，低頻混疊的量主要由第一重構濾波器確定。後置濾波器僅僅減少高頻分量。
附錄44×4和6×6顏色重構乍一看，優選地，如果不需要虛假顏色消除器，應用一個4×4或6×6 RGB顏色重構濾波器是吸引人的，因為預期重構的像素的相位將是與如圖3中所示的經白補償的亮度信號的相位相同的。在此情況中，不需要後置濾波器。在本附錄的下兩章中將要解釋，對於4×4顏色重構陣列以及對於6×6顏色重構陣列來說，在四個起始位置上平均的紅色和藍色相位將對應於經白補償的亮度信號的相位，但是對於每個起始位置來說，相位將是不同的。
4×4 RGB顏色重構為了簡要，假設一個具有統一權重的4×4紅色(和藍色)重構濾波器，如圖40的左手端所示的那樣。在圖40中，連同重構所涉及的紅色像素和被重構的紅色像素一起表示了不同的紅色起始位置。沒有對應於哪個起始位置的重構的紅色像素與經白補償的亮度像素的相位一致。只有作為重構的紅色像素的起始位置的函數的四個位置的平均值，將有所期望的像素匹配。因為重構涉及對假象非常敏感的靜止攝影畫面，所以所平均的相位幾乎沒有任何意義。除了所提及的一個單一紅色或藍色的相位失配外，在三個重構的RGB像素之間也有一個相對相位差，如圖41中所示的那樣。對於綠色來說，假設一個4×4統一濾波器，它的重構的像素與經白補償的亮度信號有一個適當的相位匹配。
圖42中表明，利用特定的濾波器係數，可以把重構的紅色(或藍色)像素的位置保持得與經白補償的亮度信號的相位一致。這個濾波器將被稱作紅色/藍色相位校正濾波器。如在圖42中可見的那樣，紅色/藍色重構只涉及三個有關的像素。
圖43中表示圖42的起始位置1的傳輸特性。
按照在第3.3章中提及的顏色重構濾波器的起始點，應當小心地定義綠色係數。兩個綠色傳輸特性都應當有一定的匹配，並且它們應當與紅色/藍色濾波器足夠地匹配。此外，優選地消除綠色不均勻性。
圖44中表示了三個4×4綠色重構濾波器，其中，獨立於起始位置，重構的綠色像素與經白補償的亮度信號有一個適當的相位匹配。它們進一步消除由圖像傳感器引起的綠色不均勻性。如在第2章中概述的那樣，省略對這三個濾波器的綠色不均勻性恢復的解釋。進一步，一個二維並行輪廓濾波器可消除由圖像傳感器引起的綠-綠差異。
確定重構的綠色的位置有幾種方式。例如，圖44中的虛線的黑色印刷的濾波器係數代表第一綠色起始位置，無虛線的綠色濾波器係數代表第二綠色起始位置。當在圖44的左邊部分中的列a和c中增加虛線的黑色係數時，它們的重構的像素被定位在列b和行p中。當在列b和d中增加虛線的黑色係數時，結果被定位在列c和行q中。組合位於位置(b，p)和(c，q)的像素，得到最終被重構的綠色像素的位置。對於無虛線的綠色印刷的濾波係數來說，類似的解釋得到完全相同的重構的綠色位置。
假設所有的權重統一，首先要確定圖44中的第二個綠色濾波器的重構的綠色的位置。該位置於是將與第一個綠色濾波器的相同。為了包括因數為2的權重，對於位於位置(b，p)和(c，q)的虛線黑色權重，像素值必須被再次增加。這再次得到一個具有與重構的綠色完全相同的位置的像素。可以以類似的方式確定無虛線的綠色係數的位置。
對於第三個綠色濾波器來說，增加虛線的黑色係數將得到想要的重構綠色位置。
首先將通過使用一個人工波帶片和FT19的傳感器矩陣，檢查這三個綠色濾波器中的哪個具有與圖42(和43)的紅色/藍色相位校正濾波器的最佳匹配。因為不想要為這個檢查應用一個虛假顏色消除器，應當選擇與最佳灰色信息組合的濾波器。在圖45的頂部應用一個統一綠色濾波器，在中間應用第二個。上述兩個都有一個朝向中間頻率的紫色偏移。顯然，使用第三個綠色濾波器的底部畫面是最佳的畫面。如在附錄1中已經解釋過的那樣，在中間的幹涉是由矩陣係數引起的。由於利用統一矩陣，它們完全消失。在波帶片的第7個「白」環上，顏色偏移(color shift)被挑出來，並在圖45的右邊部分中的方塊中放大顯示。要注意的是，沒有應用過高頻亮度處理。這個結果僅僅是因為顏色重構。
可以用統一RB濾波器和三個綠色濾波器進行類似的測試，但是都有不可接受的低頻假象，並且用第三個綠色濾波器的測試有強的呈綠色的顏色偏移。因此，為了顯示4×4紅色/藍色相位校正濾波器的改善，替代波帶片場景，對角線和垂直的彩色邊緣將被顯示。
最難的邊緣是綠色-品紅和紅色-藍色瞬變，它們在這裡來自這種情況中的一個理想的分步函數。在圖46中明顯可以看到經相位校正的紅色和藍色重構的改善。所述瞬變已經被放大6倍，另外已經應用了統一傳感器矩陣。在圖46的下部，明顯可以看到經相位校正的紅色和藍色重構的改善。
6×6 RGB顏色重構與4×4陣列的類似的措施可以應用於6×6 RGB重構濾波器，同樣為了簡要，該6×6重構濾波器具有統一權重。被重構的紅色(或藍色)的位置與紅色(或藍色)的起始位置有關。與前一章中的說法不同的是，重構的紅色像素的位置變得與最靠近經白補償的亮度像素的位置的紅色像素的位置相等，但是然後被沿對角線在白補償的亮度像素的位置上被移位一個像素，這在圖40中同樣明顯。紅色和藍色重構像素的最後位置也將互相相對，就像已經在圖41中所示的那樣。
利用如圖47中所示的濾波器係數可以把重構的紅色(或藍色)像素的位置保持得與經白補償的亮度信號的相位一致。
圖48中表示對應圖42的起始位置1的6×6傳輸特性。
低的紅色/藍色帶寬使得不太難找到一個適當的綠色重構濾波器。圖49中表示這些綠色濾波器中的一個的權重。
圖50中表示對角線傳輸改善，在左手端是一個統一濾波器，在右手端是經相位校正的重構。
對4×4和6×6相位重構濾波器的評估將把本附錄的前一章的最好的4×4和最好的6×6相位重構濾波器分別與3.4和3.5章中的最好的3×3和5×5濾波器做比較。後兩個濾波器後面緊隨統一2×2後置濾波器。
首先檢查4×4(或6×6)濾波器是否能與虛假顏色消除器一起應用，而忽略二者之間的相位差。在圖51的左手端，表示利用4×4顏色濾波器的消色，在右手端，表示利用後面緊隨一個2×2後置濾波器的3×3濾波器的消色。兩個人工波帶片場景都被用FT19矩陣處理。可以看到兩個重要的方面。當察看中間和更高頻率區域中的差別時，在左手端的消色假象與右手端相比是相當嚴重的。進一步，這說明對於兩個方法來說，顏色消除器對接近紅色/藍色樣本頻率的虛假顏色不起作用。這是因為對於虛假顏色檢測器來說傳感器信號太小。後來，這個信號被顏色矩陣強烈地放大。
圖52中用一個人工黑白(即無色的)波帶片表示四個利用FT19矩陣的顏色重構方法的帶寬。顯然，3×3濾波器提供最佳解析度。儘管5×5和4×4看起來相當等同，5×5濾波器在中間頻率下顯示較少的假象。可以認為6×6顏色濾波器的帶寬是相當低的。
在圖53中對於4個使用統一矩陣的重構方法顯示放大6倍的對角線綠色-品紅邊緣。仔細檢查表明，在6×6濾波器(右下)中顏色解析度損失太高。3×3濾波器有最清晰的顏色邊緣，隨後的是5×5和4×4濾波器。
關於4×4和6×6重構濾波器的結論●只有利用非常特定的濾波係數才有可能保持具有經白補償的亮度像素的重構的紅色或藍色的位置。
●6×6濾波器的解析度太低。對於4×4濾波器來說，這可能是可以接受的。即使是隨後有2×2後置濾波器的5×5濾波器比4×4濾波器有更好的解析度。
●4×4和6×6濾波器不太適合與虛假顏色檢測器一起應用。
作為附錄4的結論，6×6濾波器的顏色帶寬更不可接受。因此，利用一個3×3和5×5重構濾波器的重構塊是足夠的，因為4×4濾波器也不提供實際的好處。當應用按列的處理時，3×3和5×5濾波器所需的2×2後置濾波器不是一個實際問題。此外，這些濾波器原則上能與虛假顏色消除器一起應用，或者無需虛假顏色消除器。
權利要求
1.一種信號處理方法，其中，提供圖像傳感器的傳感器信號作為輸入，並且該輸入在一個濾波器中被重構，以建立一個用於進一步處理的輸出，其中，所述濾波器包含至少一個從由亮度重構濾波器、紅-綠-藍顏色重構濾波器和輪廓重構濾波器組成的組中選擇的重構濾波器，其中，—該輸入包含多個像素，一個像素提供被賦予紅色、綠色或藍色中至少之一的一個顏色值，其特徵在於—把亮度重構濾波器應用於一個具有預定陣列大小的、包含多個像素的像素陣列，其中，所述多個像素中的至少一個是由一個被賦予紅色的紅色像素構成的，所述多個像素中的至少一個是由一個被賦予藍色的藍色像素構成的，所述多個像素中的至少一個是由一個被賦予綠色的綠色像素構成的，以及—在亮度重構濾波器之後，應用包含一個用來消除輸入中的虛假顏色的虛假顏色濾波器的顏色重構濾波器。
2.如權利要求1中所要求的方法，其特徵在於，用一個綠色參數來加權紅色和/或藍色像素。
3.如權利要求1中所要求的方法，其特徵在於，把所述陣列的像素總合成一個輸出像素，並把該輸出像素在該陣列中居中，特別是與輸出像素同相位地定位第一濾波器之後的第二濾波器的中央輸出像素，特別是通過把中央輸出像素居中而把它居中在陣列的與所述輸出像素相同的中央位置。
4.如權利要求1中所要求的方法，其特徵在於，把所述虛假顏色濾波器應用到一個預定大小的綠色像素陣列，特別是應用到一個預定的小的綠色像素陣列，該陣列具有四個像素的大小，包含至少兩個綠色像素、一個紅色像素和一個藍色像素。
5.如權利要求1或4中所要求的方法，其特徵在於，所述虛假顏色濾波器包含以下步驟—用一個或多個另外的綠色參數分別加權一個預定的小的綠色像素陣列中的紅色和/或藍色像素；—向陣列中的一個或多個綠色像素應用一個平均濾波器；—通過一個中值濾波器來總合被加權的紅色和藍色像素以及陣列中的一個或多個綠色像素的平均；—比較被中值濾波的像素與預定的小的綠色像素陣列的被低頻濾波的像素，由此從輸入中消除虛假顏色。
6.如權利要求4或5中的任一條所要求的方法，其特徵在於， 所述預定的小的綠色像素陣列具有3×3的陣列大小。
7.如前述權利要求的任何一項中所要求的方法，其特徵在於，所應用的顏色重構濾波器具有3×3或5×5的陣列大小，特別是在重傳感器矩陣的情況中具有5×5的陣列大小。
8.如前述權利要求的任何一項中所要求的方法，其特徵在於，在一個虛假顏色濾波器之後應用一個後置濾波器，以保持相對於一個以前應用的亮度重構濾波器的一個相位。
9.如權利要求8中所要求的方法，其特徵在於，在一個虛假顏色濾波器之後應用一個2×2陣列大小的後置濾波器，以把一個預定的綠色像素陣列的中央輸出像素定位成與一個白色像素同相位，該白色像素相對於與一個亮度重構濾波器已經被應用到的矩陣相同的矩陣作為輸出-像素而被居中。
10.如前述權利要求的任何一項中所要求的方法，其特徵在於，對於矩陣或者按列或者按行處理。
11.一種信號處理設備，特別適於執行如權利要求1至10中所要求的方法，該設備包含一個用於提供傳感器信號作為輸入的圖像傳感器和一個用於重構該輸入以建立用於進一步處理的輸出的濾波器，其中，該濾波器包含至少一個從由亮度重構濾波器、紅-綠-藍顏色重構濾波器和輪廓重構濾波器組成的組中選擇的重構濾波器，其中，—該輸入包含多個像素，一個像素提供一個被賦予紅色、綠色或藍色中的至少一個的顏色值，其特徵在於—亮度重構濾波器適於被應用於一個具有預定陣列大小的、包含多個像素的像素陣列，其中，所述多個像素中的至少一個是由一個被賦予紅色的紅色像素構成的，所述多個像素中的至少一個是由一個被賦予藍色的藍色像素構成的，所述多個像素中的至少一個是由一個被賦予綠色的綠色像素構成的；並且其中—顏色重構濾波器在亮度重構濾波器之後被應用，並且顏色重構濾波器包含一個用來消除輸入中的虛假顏色的虛假顏色濾波器。
12.如權利要求11中所要求的設備，其特徵在於，一用具有一個綠色參數的陣列來加權紅色和/或藍色像素的裝置，和/或—用於把該陣列的像素總合成一個輸出像素的裝置，和/或—用於把該輸出像素在該陣列中居中的裝置。
13.一個可存儲在可由計算系統、特別是攝影機的計算系統讀取的介質上的電腦程式產品，其包含一個軟體代碼段，當所述產品在計算系統上、特別是在攝影機的計算系統上被執行時，該軟體代碼段使該計算系統執行如權利要求1至11的任何一項中所要求的方法。
14.一種計算系統和/或半導體器件、特別是攝影機的計算系統，用於執行和/或存儲如權利要求13中所要求的電腦程式產品。
15.一種包含一個光學系統、一個圖像傳感器和一個如權利要求11或12中所要求的設備或一個如權利要求14中所要求的計算系統的攝影機。
全文摘要
提出一種基於白補償的亮度量構並使用被稱作smartgreen參數的濾波器權重的重構方法。即使在樣本頻率的倍數下以及在攝影機沒有光學低通濾波器的情況下也能實現無混疊的亮度信號。此外，這個經白補償的亮度信號還沒有信號失真。所提出的方法允許增加或者組合一個適當的光學低通濾波器，並特別適於實現各種無混疊的顏色和輪廓濾波器。利用可作為傳感器矩陣的重量以及攝影機的光傳輸的函數而選擇的濾波器權重而重構RGB顏色信號。重構的RGB信號可進一步按照奈奎斯特法則在彩色混疊方面進一步被改善。虛假顏色濾波器在顏色量構濾波器中實現，並被應用來消除虛假顏色以及從而減少顏色混疊的量。也提出了用於低成本應用的發展。
文檔編號H04N1/48GK1666228SQ03815775
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月24日 優先權日2002年7月4日
發明者C·A·M·賈斯佩斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司