Filtro de Bayer, Explicación, Modificaciones

Un filtro de mosaico Bayer es un conjunto de filtros de color para la organización de los filtros de color RGB en una cuadrícula de fotosensores. Su disposición particular de filtros de color se utiliza en la mayoría de los sensores de imagen digital de un solo chip utilizados en las cámaras digitales, videocámaras, y escáneres para crear una imagen en color. El patrón del filtro es de 50% verde, 25% rojo y 25% de azul, de ahí que también se llama RGBG, GRGB o RGGB.

Lleva el nombre de su inventor, Bryce Bayer de Eastman Kodak. Bayer también es conocido por su matriz definida recursivamente utilizada en orden tramado.

Alternativas al filtro de Bayer incluyen tanto varias modificaciones de colores y la disposición y completamente diferentes tecnologías, como el color co-sitio de muestreo, el sensor Foveon X3 o espejos dicroicos.

Explicación

La patente de Bryce Bayer en 1976 llamó a los fotosensores verdes elementos de luminancia sensibles y las rojas y azules elementos crominancia sensibles. Se utiliza el doble de elementos verdes como rojo o azul para imitar la fisiología del ojo humano. La percepción de la luminancia de la retina humana utiliza células conos M y L combinados, en la visión diurna, que son los más sensibles a la luz verde. Estos elementos se denominan elementos sensores, sensels, sensores de píxeles, o simplemente pixeles; valores de muestras detectadas por ellos, después de la interpolación, se convierten en píxeles de la imagen.

La salida en bruto de las cámaras de Bayer-filtro se conoce como una imagen patrón de Bayer. Dado que cada píxel se filtra para grabar sólo uno de los tres colores, los datos de cada píxel no pueden determinar completamente color en su propio. Para obtener una imagen a todo color, diversos algoritmos de interpolación de la matriz se pueden usar para interpolar un conjunto completo de rojo, verde, azul y los valores para cada punto.

Diferentes algoritmos que requieren diversas cantidades de potencia de cálculo en el resultado final de las imágenes varía calidad. Esto puede ser hecho en la cámara, produciendo una imagen JPEG o TIFF, o fuera de la cámara utilizando los datos en bruto directamente desde el sensor.

Modificaciones

El filtro de Bayer es casi universal en las cámaras digitales de consumo. Las alternativas incluyen el filtro y el filtro CYGM RGBE, que requieren demosaicing similar. El sensor y los arreglos de tres CCDs separados Foveon X3 no necesitan demosaicing. El Quattron de Sharp reemplaza un filtro verde con amarillo, creando así un sistema de RGBY.

Células "pancromáticas"

El 14 de junio de 2007, Eastman Kodak anunció una alternativa al filtro de Bayer: un patrón de color del filtro que aumenta la sensibilidad a la luz del sensor de imagen de una cámara digital mediante el uso de algunas células "pancromática" que son sensibles a todas las longitudes de onda del visible la luz y recoger una mayor cantidad de luz que incide sobre el sensor. Presentan varios patrones, pero ninguno con una unidad de repetición tan pequeño como unidad del patrón de Bayer 22.

Otra presentación de la patente de EE.UU. 2007, por Edward T. Chang, afirma un sensor en el que "el filtro de color tiene un patrón que comprende 22 bloques de píxeles compuestos por uno rojo, uno azul, uno verde y un píxel transparente", en una configuración de la intención de incluir sensibilidad a los infrarrojos para una mayor sensibilidad global. El registro de patentes de Kodak era antes.

Dichas células se han utilizado previamente en sensores CMYW "" "" RGBW, pero Kodak no ha comparado el nuevo patrón de filtro a ellos todavía.

Conjunto de filtros de color Fujifilm "EXR"

Conjunto de filtros de color EXR de Fujifilm se fabrican tanto en CCD y CMOS. Al igual que con la SuperCCD, el filtro en sí es girado 45 grados. A diferencia de convencionales Bayer Filtro diseños, siempre hay dos photosites adyacentes detección del mismo color. La razón principal para este tipo de matriz es contribuir al píxel "agrupación", donde dos photosites adyacentes se pueden combinar, por lo que el propio sensor más "sensible" a la luz. Otra razón es para el sensor para registrar dos exposiciones diferentes, que se fusionaron a continuación, para producir una imagen con mayor rango dinámico. El sistema de circuitos subyacente tiene dos canales de lectura que tienen su información de filas alternas del sensor. El resultado es que puede actuar como dos sensores intercalados, con diferentes tiempos de exposición para cada medio de los fotolitos. La mitad de los fotolitos se puede subexpuesta intencionadamente para que captan plenamente las zonas más claras de la escena. Esta información destacado retenido a continuación, se puede mezclar con la salida de la otra mitad del sensor que está grabando una exposición 'completo', de nuevo haciendo uso de la estrecha separación de photosites del mismo color.

Fujifilm "X-Trans" filtro

El sensor CMOS de X-Trans Fujifilm utilizado en el X-Pro1 se demanda para proporcionar una mejor resistencia al color Moir que el filtro de Bayer, y, como tales, se puede hacer sin un filtro anti-aliasing. Esto a su vez permite que las cámaras utilizando el sensor de lograr una resolución más alta con el mismo número de megapíxeles. Además, el nuevo diseño se demanda para reducir la incidencia de falsos colores, por tener píxeles rojos, azules y verdes en cada línea. La disposición semi-aleatoria de estos píxeles también se dice que proporcionan grano más como película.