Quadbayer圖像傳感器的去馬賽克方法

張楓

（深圳市慧鯉科技有限公司上海分公司 上海市 200233）

1 引言

隨著科學技術的不斷發展，越來越多的數字設備如手機、數碼相機開始集成越來越先進的圖像傳感器，以滿足人們日益對相機成像越來越高的圖像質量的要求。傳感器廠商為了降低生產難度與成本，會在生產時在每個像素的位置上只放置一個顏色濾光片陣列（Color Filter Array，CFA），最常見的CFA格式由1976年柯達公司的設計工程師布萊斯·拜爾(Bryce Bayer)提出，通過這種CFA采集到的數據也被稱之為bayer格式數據。由于每個像素只過濾并記錄三種顏色的一種，因此并不能從單個像素的信號中完整恢復RGB型號。為了得到完整的圖像通常會利用周圍相同顏色的像素信息，采用插值的方式恢復當前缺失的像素值，這個過程被稱之為去馬賽克（demosaicing）。

雖然大部分CFA格式依然是bayer的，但是近些年越來越多的出現其他種類的CFA格式以滿足不同的需要。例如2007年柯達（Eastman Kodak）公司提出的全色單元，通過增加一個對所有可見光波長敏感的全色單元來提高圖像傳感器對光的敏感度。這種設計傳感器可以收集更多的光線，以改善暗光條件下的成像能力。富士（Fujifilm）公司提出的X-Trans的格式，與標準bayer不同的是X-Trans通過在每行的像素中使用紅色、藍色和綠色的濾光片來減少摩爾紋偽色的產生，使用這種CFA可以在沒有抗鋸齒濾光片的情況下制造。Sony推出的四bayer陣列（quadbayer）首次在2018年時華為發布的P20 pro中。該CFA相鄰的2×2區域的像素顏色相同。通過四合一操作會合成一個更大的像素，像素的進光量得到提高，而且四個像素可以采用不同的曝光時間，單幅圖像的動態范圍也可以提高。……