专利名称：使用绿色光谱范围重叠的单位像素群的图像传感器及方法
技术领域：
本发明涉及图像传感器以及其操作方法，更特定地，涉及彩色图像传感器以及其操作方法。
背景技术：
CMOS图像传感器(CIS)被普遍地用在消费电子产品中，例如数码照相机、录像机和可拍照的移动终端。在典型装置中，CIS阵列用来捕捉光能并输出相应的电信号，其中每一个传感器通常对应于图像的像素。通常，CIS仅区别光强信息。为了提供彩色区分，通常在传感器阵列上设置彩色滤光片以过滤光的特定彩色成分从而单个传感器可以提供彩色成分信息。
为了产生高清晰度图像，通常CIS需要减少尺寸使得在规定区域内可以
使用大量的传感器。然而，增加传感器集成密度会导致增加传感器之间的串扰，其会引起灵敏度的降低。具有不同滤色镜的传感器之间的串扰会引起单
个传感器输出上的光谱失真，并且会导致信噪比(SNR )和颜色再现性的P争低。补偿串扰的传统技术包括放大传感器输出信号和/或使用颜色修正电路来修正串扰。这种途径会由于增加的噪音和颜色再现性的问题而受到限制。
通常的传统图像装置使用颜色内插(color interpolation )。在通常的颜色内插工艺中，联合来自多个相邻像素的信号以产生给定像素的适当的颜色信息。例如，来自相邻红色和绿色像素传感器的信号可以用来产生用于蓝色像素的内插的绿色和红色信号。然而，颜色内插可以引起错误的颜色误差。传统的修正错误的颜色误差的途径是在每一个传感器和接收入射光的透镜之间插入光学低通滤光器(0LPF)。
发明内容
本发明的一些实施例提供一种设备，其包括排列为多个重复的2 x 2单元像素群的颜色选择传感器阵列。该阵列中的单元像素群的每一个传感器选择为用于包括绿色成分的颜色。该单元像素包括对于各个第 一和第二颜色选择的各个传感器和对于第三颜色选择的两个传感器。来自单元像素群的传感器的信号可以表示第 一颜色信号空间的颜色，并且该设备可以进一步包括图像处理器电路，其配置成接收来自颜色选择传感器阵列的图像传感器信号和处理图像传感器信号以产生第二颜色信号空间中的图像信号。例如，图像处理器电路可以包括内插器电路，对于具有第一、第二和第三颜色的第一颜色的滤色镜的像素来说，其配置成产生相应于第一、第二和第三颜色的各自的第二和第三颜色的内插颜色信号。颜色修正电路可以配置成接收内插颜色信
号和合成内插颜色信号以产生RGB信号。该图像处理器电路可以进一步配置成从RGB信号产生色度信号和从内插颜色信号产生亮度信号。该图像处理器电路还可以配置成识别从颜色选择传感器接收的图像信号中的错误颜色误差像素和向识别的错误颜色误差像素相应地补偿内插颜色信号。
在特定实施例中，单元像素群的第 一列包括黄色滤色传感器和蓝绿色滤色传感器并且该单元像素群的第二列包括两个绿色滤色传感器。该设备可以包括图像处理器电路，其配置成产生各个像素的各个黄色、蓝绿色和第一及第二绿色信号组，并且配置成合成各个黄色、蓝绿色和第一及第二绿色信号组的黄色、蓝绿色和两个绿色信号从而产生各个像素的各个RGB信号组。该图像处理器电路可以包括串扰修正器电路，其配置成合成规定像素的黄色信号和第一绿色信号从而产生规定像素的RGB信号组的红色信号，配置成合成规定像素的蓝绿色信号和第二绿色信号从而产生规定像素的RGB信号组的蓝色信号，并且配置成合成规定像素的第一和第二绿色信号从而产生规定像素的RGB信号组的绿色信号。例如，该串扰修正器电路可以配置成从规定像素的黄色信号去除第一绿色信号从而产生规定像素的RGB信号组的红色信号，从规定像素的蓝绿色信号去除第二绿色信号从而产生规定像素的RGB信号组的蓝色信号，对规定像素的第一和第二绿色信号取平均从而产生规定像素的RGB信号组的绿色信号。图像处理器电路还可以配置成对规定像素的RGB信号的红色信号、蓝色信号和绿色信号施加颜色修正矩阵从而产生规定像素的一组经过颜色修正的红色、绿色和蓝色信号。图像处理器电路可以包括内插器电路，其配置成从颜色选择传感器矩阵接收图像传感信号并且配置成由已接收的图像传感信号产生各个像素的各个黄色、蓝绿色和第一及第二绿色信号组。
7本发明的另 一个实施例提供一种方法，其中图像传感信号产生于以多个
重复的2 x 2单元像素群的形式排列的颜色选择传感器矩阵中，每一个单元
像素群中的传感器选择包含绿色成分的颜色，该单元像素群包括对于第一和 第二颜色选择的各个传感器和对于第三颜色选择的两个传感器。该第一、第 二和第三颜色可以形成第 一颜色信号空间，并且处理该图像处理器信号以在 第二颜色信号空间中产生图像信号。处理图像传感信号以在第二颜色信号空
间中产生图像信号的步骤可以包括对于具有第一、第二和第三颜色的第一 颜色的滤色镜的像素来说，内插相应于第一、第二和第三颜色的各个第二和 第三颜色的颜色信号，并且合成内插的颜色信号以产生RGB信号。该方法还 可以包括产生来自RGB信号的色度信号和产生来自内插颜色信号的亮度信
本发明的另一个实施例提供一种串扰修正的方法，其包括接收像素的颜 色信号组，该颜色信号组包括黄色信号、蓝绿色信号、第一绿色信号和第二 绿色信号。合成该黄色信号和该第一绿色信号从而产生RGB信号组的红色信 号。合成该蓝绿色信号和该第二绿色信号从而产生RGB信号组的蓝色信号。 合成该第一和第二绿色信号从而产生RGB信号组的绿色信号。合成该黄色信 号和该第 一绿色信号从而产生RGB信号组的红色信号的步骤可以包括从黄色 信号去除第一绿色信号从而产生RGB信号组的红色信号。合成该蓝绿色信号 和该第二绿色信号从而产生RGB信号组的蓝色信号的步骤可以包括从该蓝绿 色信号去除第二绿色信号从而产生RGB信号组的蓝色信号。合成该第一和第 二绿色信号从而产生RGB信号组的绿色信号的步骤可以包括对该第一和第二 绿色信号取平均从而产生RGB信号组的绿色信号。
本发明的另外实施例提供一种错误颜色误差修正方法，该方法用于修正 来自像素传感器阵列的传感器信号的由于颜色信号内插而产生的错误颜色误 差，该像素传感器阵列包括在阵列中的按行交织的第一颜色的传感器和第二 颜色的传感器。对于该行的每一个像素，该传感器的传感信号输出和在第一 方向上最靠近的同一颜色的传感器的传感信号输出之间的差别被确定。第一 和第二颜色的一对相邻的像素根据确定的差别而被识别。识别的相邻像素对 的内插颜色信号得到补偿。例如，对于识别的相邻像素对补偿内插颜色信号 的步骤可以包括对于该第一颜色的像素来说，向与该第一颜色的该像素相 关的该第二颜色的内插颜色信号添加该第 一颜色的该像素的各个边上的该第二颜色的像素的颜色信号平均值；并且，对于第二颜色的像素来说，从与该 第二颜色的该像素相关的该第 一颜色的内插颜色信号中减去该第二颜色的该 像素的各个边上的该第 一颜色的像素的颜色信号平均值。
图1是示出用于依据本发明的某些实施例的图像传感器设备的单元像素 群的排列的电路图。
图2是示出图1的图像传感器设备的传感器的颜色光谱关系的图。 图3-IO是示出图1的图像传感器设备的像素传感器中的串扰的图。 图11是依据本发明的某些实施例的图像传感器设备的结构图。 图12A-C示出依据本发明的另外实施例的图11的图像传感器设备的RGB
信号产生。
图13是依据本发明的另外实施例的图像传感器设备的结构图。
图14和15是示出依据本发明的某些实施例的由传感器矩阵中的颜色信
号的内插引起的错误颜色的产生的图。
图16是示出在依据本发明的某些实施例的图像传感器设备中的错误颜
色误差修正设备和操作的结构图。
图17和18示出图16的图像传感器设备中的错误颜色误差修正的操作。 图19是示出依据本发明的某些实施例的处理图像信号的操作的流程图。 图20是示出依据本发明的另外实施例的错误颜色误差修正的操作的流程图。
具体实施例方式
在此结合附图更充分地描述本发明，附图中示出本发明的实施例。然而， 本发明可以以多种不同的形式体现并且不应该解释为限定于在此提出的实施 例。而是，提出这些实施例，从而本公开将是彻底的和完整的，并且将本发 明的范围全部传递给本领域技术人员。
这里所使用的术语"和/或"包括任意和所有所列相关的术语的一个或多 个的组合。可以理解的是，当元件和/或部件指的是"连接到"和/或"耦接到" 另一个元件和/或部件时，该元件和/或部件可以直接连接和/或耦接到其它元 件和/或部件，或者可以存在中间元件和/或部件。相反，当元件和/或部件指
9的是"直接连接到"和/或"直接耦接到"另 一个元件和/或部件时，不存在中间 元件和/或部件。
还可以理解的是，尽管术语"第一"、"第二"等可以在此用作描述不同的 元件和/或部件，这些元件和/或部件不应该限定于这些术语。而是，这些术 语仅^又用作方^f更区分一个元件和/或部件与另一个元件和/或部件。例如，第 一元件和/或部件可以称作第二元件和/或部件而不脱离本发明的教导。
在此使用的术语仅是为了描述特定实施例并不想限定本发明。这里使用 的术语"一个"以及"该，，指的是也包括复数形式，除非本文中明确规定外。还 将理解，术语"包含"、"包括"、"具有"及其衍生词详细说明一定特征、整体、 步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除存在和添加一个或多个其它 特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
除非另有限定，所有在此使用的术语(包括技术的和科学的术语)与本 发明所属领域技术人员共同理解的意义相同。还将理解，例如在公共使用字 典中限定的那些术语应该解释为具有这样的意义，即与本说明书的内容中和 相关领域中的意义是相符的并且不会解释为理想化或过度形式化的意义，除 非在此表述为这样限定。
本发明的某些实施例在于实现图像传感器设备和方法，可以通过使用重
复的2 x 2矩阵形单元像素群排列提供具有高密度和期望串扰和颜色保真度
的图像传感器设备和方法，其中像素群的每一个传感器选用包括绿色成分的 颜色，其中包括为各个第一和第二颜色(例如黄色和蓝绿色)选择的各个传 感器和为第三颜色(例如绿色)选择的两个传感器。这种像素群排列可以与
颜色修正电路一起使用，以产生例如具有理想信噪比(SNR)的RGB信号以及 在绿色光谱中的相对低水平的空间调制，这能够改善清晰度。这可以允许图 像传感器实现期望的高解析度。
图1示出依据本发明的某些实施例的图像传感器的像素阵列100。该像 素阵列100由排列成重复的2 x 2单元像素群110的黄色(Ye)、绿色(Gl、 G2)和蓝绿色(Cy)像素组成，每一个包括蓝绿色像素、黄色像素和两个绿 色像素。每一个像素G1、 G2、 Cy、 Ye选用颜色，即绿色、蓝绿色或黄色，其 包括绿色成分。这由图2示出，其示出黄色和蓝绿色光谱与绿色光语的重叠。 可以理解的是，像素G1、 G2、 Cy、 Ye可以通过一起使用具有合适的光谱选择 性的各个滤色镜和例如CIS的图像传感器装置来实现。还可以理解的是，其它的滤镜组合可以提供类似的光镨属性。
图3和图4示出图l所示的阵列IOO的单元像素群的第一绿色像素GI(即 具有包含绿色滤色镜的传感器的像素)的串扰特性。归因于相邻绿色像素G2 的串4尤G2，，可以由下给出
G2"=C2+C6,
其中C2和C6代表相邻绿色像素G2的附加成分。归因于相邻蓝绿色像素 Cy的串扰Cy"可以由下给出 Cy"=C4+C8,
其中C4和C8代表相邻蓝绿色像素Cy的附加成分。归因于相邻黄色像素 Ye的串扰Ye，，可以由下给出 Ye，，=Cl+C3+C5+C7，
其中C1、 C3、 C5、 C7代表相邻黄色像素Ye的附加成分。绿色像素Gl 传感器的输入Gl，可以由下给出 Gr=Gl+G2"+Cy，，+Ye"
然而，对角相邻的黄色像素Ye的贡献假定为可以忽略的，这样输入G1， 可以简化为
Gl，-Gl+G2"+Cy"
如图4所示，绿色像素G1传感器的输入G1，可以视为包括通过绿色像素 自己的绿色滤镜贡献的绿色成分G1、通过垂直相邻的绿色像素G2的滤镜贡 献的绿色成分G2"、通过水平相邻的蓝绿色像素Cy的滤镜贡献的绿色成分G" 以及通过水平相邻的蓝绿色像素Cy的滤镜贡献的蓝色成分B"。
图5和6示出图1所示的阵列100的单元像素群的第二绿色像素G2的串 扰特征。来自垂直相邻的绿色像素Gl的串扰G1"由以下给出
G1"=C2+C6，
来自水平相邻黄色像素Ye的串扰Ye，，可以由下给出 Ye"=C4+C8，
来自对角相邻蓝绿色像素Cy的串扰Cy"可以如下给出 Cy"=Cl+C3+C5+C7
假定对角相邻蓝绿色像素Cy的贡献Cy"是可以忽略的，绿色像素G2传 感器的输入G2，可以由下给出 G2，=G2+Gr，+Ye，，如图6所示，绿色像素G2传感器的输入G2，可以视为包括通过绿色像素 自己的绿色滤镜贡献的绿色成分G2、通过垂直相邻的绿色像素Gl的滤镜贡 献的绿色成分G1"、通过水平相邻的黄色像素Ye的滤镜贡献的绿色成分G" 以及通过水平相邻的黄色像素Ye的滤镜贡献的红色成分R"。
图7和8示出图1所示的阵列100的单元像素群的黄色像素Ye的串扰特 征。来自垂直相邻的蓝绿色像素Cy的串扰Cy"由以下给出
Cy"=C2+C6，
来自水平相邻绿色像素G2的串扰G2"可以由下给出 G2"=C4+C8,
来自对角相邻绿色像素G1的串扰Gl"可以由下给出 G1"=C1+C3+C5+C7
假定对角相邻绿色像素Gl的贡献是可以忽略的，黄色像素传感器的输入 Ye，可以由下给出 Ye，=Ye+Cy"+G2"
如图8所示，黄色像素Ye传感器的输入Ye，可以^L为包括通过黄色像素 自己的滤镜贡献的黄色成分Ye、通过水平相邻的绿色像素G1的滤镜贡献的 绿色成分G2，，、通过垂直相邻的蓝绿色像素Cy的滤镜贡献的绿色成分G"以及 通过垂直相邻的蓝绿色像素Cy的滤镜贡献的蓝色成分B"。
图9和10示出图1所示的阵列100的单元像素群的蓝绿色像素Cy的串 扰特征。来自垂直相邻的黄色像素Ye的串扰Ye"由以下给出
Ye，，=C2+C6，
来自水平相邻绿色像素Gl的串扰Gl"可以由下给出 G1"=C4+C8,
来自对角相邻绿色像素G2的串扰G2 "可以如下给出 G2，，=C1+C3+C5+C7
假定对角相邻绿色像素G2的贡献是可以忽略的，蓝绿色像素Cy传感器 的输入Cy，可以由下给出 Cy，=Cy+Ye"+Gl"
如图10所示，蓝绿色像素Cy传感器的输入Cy，可以视为包括通过蓝绿 色像素自己的滤镜贡献的蓝绿色成分Cy、通过水平相邻的绿色像素Gl的滤 镜贡献的绿色成分G1"、通过垂直相邻的黄色像素Ye的滤镜贡献的绿色成分
12G，，以及通过垂直相邻的黄色像素Ye的滤镜贡献的红色成分R"。
图11示出依据本发明的某些实施例的图像传感器设备1100。该设备包 括像素阵列1110,该阵列1110包括上述参考图1-10排列的单元像素群。传 感器信号Ye、 G2、 Cy、 Gl，即来自相应于单元像素群中的各个黄色、蓝绿色 和绿色滤色的像素的传感器的信号，提供到内插器电路1120上，其对每个像 素产生补充颜色信号。特别的，对于具有规定颜色(例如绿色)的滤镜的像 素，内插器电路1120对来自具有补充颜色滤镜的相邻像素的信号的其它补充 颜色(例如蓝绿色和黄色)进行内插信号。结果，内插器产生输出黄色、绿 色和蓝绿色信号Ye，、 Gl'、 G2'、 Cy，，它们包括相应于各自每个像素的真实滤 镜颜色的信号，以及关于那个像素的补充颜色的内插值。
这些信号提供到颜色修正器电路1130的串扰修正器电路1132,其相应 地产生红色、绿色和蓝色信号R。、 G。、 B。。特别的，串扰修正器电路1132按 照以下矩阵方程完成串扰修正操作
—1_100 —G。=00.500.5
人001_1
随后颜色修正矩阵电路1134向红色、绿色和蓝色信号R。、 G。、 B。施加颜色修 正(例如均匀化)矩阵以产生颜色修正的红色、绿色和蓝色信号R、 G、 B。
假定内插的黄色、绿色和蓝绿色信号Ye，、 Gl'、 G2，、 Cy，相应于上述参 考图1-10的黄色、绿色和蓝绿色信号Ye，、 Gl'、 G2'、 Cy，
G1,K31+G2，,+G，，+B"
G2，=G2+Gr,+G，，+R"
Ye、Ye+G，，+B，，+G2"
Cy，=CyKT+R"+Gr 因此，通过串扰修正器电路1132产生的红色、绿色和蓝色信号R。、 G。、 B。可 以如图12A、 12B和12C分别指示。特别的，在蓝色信号B。和红色信号R。中， 串扰成分G"、 B，，和R，，基本上互相弥补。绿色信号G。保持相对少的红色和蓝 色成分，并且提供与红色和蓝色信号R。、 B。有关的相对强的绿色成分。通过 使用所述的单位像素群，可以获得更高的增益和加强的信噪比(SNR)。另夕卜， 因为每一个像素对绿色信号G。有贡献，可以减少绿色光谱中的空间调制，这 能够改善清晰度。这可以允许图像传感器获得接近尼奎斯特界限(Nyquistlimit)的解析度。
可以理解的是，内插器电路1120和颜色修正器电路1130通常可以通过 任意的各种模拟和/或数字电路实现。例如，内插器1120可以包括配置成转 换CMOS图像传感器产生的模拟图像信号的模拟数字(A/D)转换电路和配置 成完成数字内插的数字电路，从而产生内插的黄色、绿色和蓝绿色信号Ye，、 Gl，、 G2'、 Cy，。颜色修正器电路1130可以数字化处理内插的黄色、绿色和蓝 绿色信号Ye，、 Gl'、 G2'、 Cy，，从而产生红色、绿色和蓝色信号R、 G、 B。可 以理解的是，这种电路可以通过例如^f吏用离散的部件来实现，该离散的部件 实现内插器电路1120和颜色修正器电路1130的各种功能，和/或这些功能的 各种组合可以集成在例如一个或多个集成电i 各中。
图13示出依据本发明的另外实施例的图像捕获系统1300。该系统1300 包括如上所述的像素阵列1310，其产生相应于具有那些颜色滤镜的传感器的 传感器输出的黄色、蓝绿色和绿色信号Ye、 Cy、 Gl、 G2。该黄色、蓝绿色和 绿色信号Ye、 Cy、 Gl、 G2被提供到内插器电路1320中，其产生包括内插颜 色信号的黄色、蓝绿色和绿色信号Ye'、 Cy，、 Gl，、 G2，。该黄色、蓝绿色和绿 色信号Ye，、 Cy，、 Gl，、 G2，被提供到颜色修正电路1330上，其可以如以上参 考图11和12所述的那样对黄色、蓝绿色和绿色信号Ye，、 Cy，、 Gl'、 G2，进行 操作，从而产生红色、绿色和蓝色信号R、 G、 B。该红色、绿色和蓝色信号R、 G、 B可以被提供到产生白平衡的信号R，、 G，、 B，的自动白平衡(AWB)控制器 电路1340,所述白平衡的信号在伽马修正器电路1350中依次进行伽马修正。 由伽马修正器电路1350产生的伽马修正的红色、绿色和蓝色信号R"、 G"、 B" 随后通过颜色信号空间转换器电路1360转换成色度信号Cr 、 Cb。
仍如图13示出的，黄色、蓝绿色和绿色信号Ye，、 Cy，、 Gl'、 G2，还提供 到亮度决定电路1380上，其相应地产生亮度信号Y。特别的，该亮度决定电 路1380包括乘法器1382，其将各自的一个黄色、蓝绿色和绿色信号Ye，、 Cy'、 Gl'、 G2，乘以各自的系数a、 b、 c、 d,产生提供到加法器1384上的改变比例 的信号。加法器1384的输出提供到增益控制器电路1386和伽马修正器电路 1388上从而产生亮度信号Y。该增益控制器电路1386可以通过色度信号Cr、 Cb平衡亮度信号Y。该亮度信号Y连同色度信号Cr、 Cb可以被提供到RGB转 换器电路1370,其相应地产生亮度修正的红色、绿色和蓝色信号R、 G、 B。
依据本发明的另外实施例，可以在上述的颜色修正之前，对黄色、绿色和蓝绿色信号进行错误颜色修正，从而修正由内插处理？ 1起的错误颜色误差。 图14和15示出怎样引起错误颜色修正的例子。可以产生在图像的"明，，和"暗"
区域之间的垂直边界，例如在黄色像素Ye33和水平相邻的绿色像素G34 (参 见(a))的边界上。关于黄色像素Ye33的黄色信号ye33和关于水平相邻的 绿色传感器G34的绿色信号g34是无误的，由于其简单相等于传感器输出(参 见(b)和(e))。由于产生的传感器信号G32、 G34、 Cy23、 Cy43都位于"明" 区域(参见(c)和(d))，为黄色像素Y33内插的绿色和蓝绿色信号g33、 cy33也是无误的。
然而，对于跨"明/暗"边界内插的颜色信号来说，则与上不同。例如，黄 色像素Y33的绿色值g33可以由在水平相邻的绿色像素G32、 G34的值之间的 内插确定，即
g33= (G32 + G34) /2
然而，因为黄色像素Ye33位于"明"区，关于黄色像素Ye33的实际绿色 值应该与绿色像素G32基本上相同，即通过使用来自"暗"区的颜色信息的内 插产生关于边界像素Ye33 (参见(c))的错误绿色颜色信号g33。类似的， 才艮据相邻的4象素Ye33、 Ye35、 Cy23、 Cy43、 Cy25、 Cy45的黄色和蓝绿色传感 器信号对在"暗"区域的相邻的绿色像素G34的黄色和蓝绿色值ye34、 cy34的 内插产生过高的黄色和蓝绿色信号ye34、 cy34 (参见(f)和(g))。作为这 些错误颜色误差的结果，颜色误差会被？ 1入到这些信号产生的红色和蓝色信 号R、 B,如图15所示(参见(h)和(i))。因此，在边界区域的插入值(如 图15的箭头所示)的补偿可以是期望的，以阻止内插引起的错误颜色的产生。
图16示出依据本发明的某些实施例的设备和操作，其可以补偿内插引入 的错误颜色误差，按照图13所示的图像处理途径实现。特别的，像素阵列 1310可以产生黄色、绿色和蓝绿色信号Ye、 Gl、 G2、 Cy，其提供到内插器 1320，上，该内插器1320，内插这些信号从而产生包括内插信号的黄色、绿色 和蓝绿色信号Ye。'、 GV、 G2。,、 Cy。'。该内插器1320'与图13的内插器1320 不同，因为其配置成探测错误颜色误差可能发生的像素位置，产生提供到错 误颜色修正器电路1325的指示信号。该错误颜色修正器电路1325包括响应 来自内插器1320，的指示信号的修正信号发生器电路1323，其控制误差修正 器电路1327从而修正黄色、绿色和蓝绿色信号Ye。'、 GV、 G2。'、 Cy。，中选择 的一个，以产生错误颜色误差修正的黄色、绿色和蓝绿色信号Ye，、 Gl'、 G2'、Cy'。该错误颜色误差修正的黄色、绿色和蓝绿色信号Ye，、 Gl，、 G2'、 Cy，可 以提供到颜色修正器电路1330，其可以如上参考图13所述的一样对这些信 号进行操作。
图17示出依据本发明的某些实施例的图16的错误颜色修正电路1325 的修正信号产生器电路1323的操作。表示明和暗区域之间的边界位置((a) 所示)的位置探测信号(f )通过内插器电路1320，从为像素Ye31、 G32、 Ye33、 G34、 Y35产生的信号而产生。信号(b)、 ( c )、 ( d )表示在绿色像素G32和 黄色像素Ye33中具有相同颜色指示峰值的相邻像素之间的差异。添加的这些 峰值产生信号(e),其可以被移位一个像素，从而产生具有以明和暗区域之 间的边界为中心的峰值的位置指示信号(f )。可以通过在对称点的一边反转 峰值而从位置指示信号(f )中产生修正信号(g)。
图18示出依据本发明的另一个实施例的图16的错误颜色修正电路1325 的误差修正器电路1327的梯:作。对于图17所示的入射光图形(图形(a))， 如上所述的产生位置探测和修正信号(b)、 (c)。如(d)和(e)所示，对于 像素Ye33,误差修正器电路1327从相邻的绿色像素信号G32、 G34产生平均 绿色信号。类似的，参照(f )和(g),对于像素G34，误差修正器电路1327 从相邻的黄色像素Ye33、 Ye35的信号产生绿色像素G34的平均黄色信号。响 应于修正信号(c),误差修正器电路1327向通过内插器1320，产生的像素的 内插绿色信号添加黄色像素Ye33的平均G信号，并且对内插器1320，产生的 绿色像素G34的内插黄色信号减去平均黄色信号，因此，修改可能由内插器 1320，引入的错误颜色。
图19示出依据本发明的另一个实施例的示例性图像信号处理操作。按照 以上所述，通过各个黄色、绿色和蓝绿色滤镜传感器产生黄色、绿色和蓝绿 色信号(图块1905 )。随后对每一个像素通过依据这些原始传感器输出信号 内插产生补偿的黄色、绿色和蓝绿色信号，例如，对黄色像素从邻近的绿色 和蓝绿色滤色的像素产生的信号内插绿色和蓝绿色信号，对绿色像素从邻近 的黄色和蓝绿色滤色的像素产生的信号内插黄色和蓝绿色信号，以及对蓝绿 色像素从邻近的黄色和绿色滤色的像素产生的信号内插黄色和绿色信号(图 块1910)。随后内插处理的信号可以进行错误颜色修正(图块1915)以及随 后如上参考图13所述的在RGB转换中进行颜色修正(图块1920 )。随后，产 生的颜色修正的信号被AWB处理和伽马修正(图块1925、 1930)，从而产生可以转化为色度信号的输出(图块1935 )，如上参考图13所述的。该内插处 理的信号还加权合成以产生亮度信号(图块1940 )。该亮度信号是调整增益 的和伽马修正的(图块1945、 1950 )。该色度和亮度信号可以转换成RGB信 号(图块1955 )。
图20示出依据本发明的另一个实施例的错误颜色误差修正的示例性操 作。通过使用例如上述参考图17的操作，从黄色、绿色和蓝绿色传感器信号 识别错误颜色误差像素(图块2010)。确定已识别像素的平均颜色值(图块 2020 ),并且选择性地添加和减少已识别像素的内插信号，从而修正错误颜色 误差(图块2030 )。
上述是本发明的示例不能解释为对其的限定。尽管已经描述了本发明的 几个示例性实施例，本领域技术人员将会容易的理解在这些示例性实施例上 进行的许多修改是可能的，并不会实质上脱离本发明的新颖性教导和有益之 处。因此，所有的这些修改都包括在如权利要求所限定的本发明的范围中。 因此，可以理解的是，上述是本发明的示例并且不能解释为对公开的特定实 施例的限定，并且这些对公开的实施例以及其它实施例的修改，都包括在所 附权利要求的范围中。
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年10月5日提交的韩国专利申请No. 10-2007-0100345 的优先权，该公开内容在此全部引用以作参考。
1权利要求
1、一种设备，其包括颜色选择传感器的阵列，其排列成多个重复的2x2单元像素群，单元像素群每一个传感器选用包括绿色成分的颜色，该单元像素群包含对于各个第一和第二颜色选择的各个传感器和对于第三颜色选择的两个传感器。
2、 如权利要求l所述的设备，其中该单元像素群的传感器的信号限定第 一颜色信号空间，并且还包括图像处理器电路，其配置成从该颜色选择传感 器的阵列接收图像传感器信号以及处理该图像传感器信号，从而在第二颜色 信号空间中产生图像信号。
3、 如权利要求2所述的设备，其中该图像处理器电路包括 内插器电路，其配置成对于具有该第一、第二和第三颜色的第一颜色的滤色镜的像素，产生相应于该第一、第二和第三颜色的各个第二和第三颜色 的内插颜色信号；以及颜色修正器电路，其配置成接收该内插颜色信号和合成该内插颜色信号， 从而产生RGB信号。
4、 如权利要求3所述的设备，其中该图像处理器电路还配置成从该RGB 信号生成色度信号和从该内插颜色信号产生亮度信号。
5、 如权利要求3所述的设备，其中该图像处理器电路配置成从自该颜色 选择传感器接收的图像信号中识别错误颜色误差像素并且对该识别的错误颜 色误差像素相应地补偿内插颜色信号。
6、 如权利要求1所述的设备，其中该单元像素群的第一列包含黄色滤色 传感器和蓝绿色滤色传感器并且其中该单元像素群的第二列包含两个绿色滤 色传感器。
7、 如权利要求6所述的设备，还包含图像处理器电路，其配置成为各个 像素产生各组黄色、蓝绿色和第 一和第二绿色信号并且配置成合成各组黄色、 蓝绿色和第一和第二绿色信号的黄色、蓝绿色和两个绿色信号，从而产生该 各个像素的各组RGB信号。
8、 如权利要求7所述的设备，其中该图像处理器电路包含串扰修正器电 路，其配置成合成规定像素的黄色信号和第一绿色信号，从而产生该规定像 素的该RGB信号组的红色信号，合成该规定像素的该黄绿色信号和该第二绿色信号，从而产生该规定像素的该RGB信号组的蓝色信号，以及合成该规定 像素的该第一和第二绿色信号，从而产生该规定像素的该RGB信号组的绿色 信号。
9、 如权利要求8所述的设备，其中该串扰修正器电路配置成从该规定像 素的黄色信号减去第一绿色信号，从而产生该规定像素的该RGB信号组的红 色信号，从该规定像素的黄绿色信号减去第二绿色信号，从而产生该规定像 素的该RGB信号组的蓝色信号，以及取该规定像素的第一和第二绿色信号的 平均值，从而产生该规定像素的该RGB信号组的该绿色信号。
10、 如权利要求8所述的设备，其中该图像处理器电路还配置成将颜色 修正矩阵施加到该规定像素的该RGB信号组的红色信号、蓝色信号和绿色信 号，从而产生该规定像素的一组经颜色修改的红色、蓝色和绿色信号。
11、 如权利要求7所述的设备，其中该图像处理器电路包含内插器电路， 其配置成从该颜色选择传感器的阵列接收图像传感器信号和由该接收的图像 传感器信号产生各个像素的各组黄色、蓝绿色和第 一及第二绿色信号。
12、 一种方法，其包含从排列成多个重复的2 x 2单元像素群的颜色选择传感器的阵列产生图 像传感器信号，单元像素群每一个传感器选用包括绿色成分的颜色，该单元 像素群包含对于各个第 一和第二颜色选择的各个传感器和对于第三颜色选择 的两个传感器，该图像传感器信号限定第一颜色信号空间；以及处理该图像传感器信号从而在第二颜色信号空间产生图像信号。
13、 如权利要求12所述的方法，其中处理该图像传感器信号从而在第二 颜色信号空间产生图像信号的步骤包含对于具有该第一、第二和第三颜色的第一颜色的滤色镜的像素，内插相 应于该第一、第二和第三颜色的各个第二和第三颜色的颜色信号；以及 合成该内插的颜色信号从而产生RGB信号。
14、 如权利要求13所述的方法，还包括 从该RGB信号产生色度信号；以及 从该内插的颜色信号产生亮度信号。
15、 如权利要求13所述的方法，还包括从自该颜色选择的传感器接收的图像信号中识别错误颜色误差像素；以及向该识别的错误颜色误差像素相应地补偿内插的颜色信号。
16、 如权利要求12所述的方法，其中该单元像素群的第一列包含黄色滤色的传感器和蓝绿色滤色的传感器并且其中该单元像素群的第二列包含两个 绿色滤色的传感器。
17、 如权利要求16所述的方法，还包括图像处理器电路，其配置成产生 各个像素的各组黄色、蓝绿色和第一和第二绿色信号并且配置成合成各组黄 色、蓝绿色和第一和第二绿色信号的黄色、蓝绿色和两个绿色信号，从而产 生该各个像素的各组RGB信号。
18、 如权利要求17所述的方法，还包括合成规定像素的黄色信号和第 一绿色信号，从而产生该规定像素的该 RGB信号组的红色信号；合成该规定像素的黄绿色信号和第二绿色信号，从而产生该规定像素的 该RGB信号组的蓝色信号；以及合成该规定像素的第一和第二绿色信号，从而产生该规定像素的该RGB 信号组的绿色信号。
19、 如权利要求8所述的方法，还包括其中合成规定像素的黄色信号和第 一绿色信号从而产生该规定像素的该 RGB信号组的红色信号的步骤包含从该规定像素的黄色信号减去第 一绿色 信号，从而产生该规定像素的该RGB信号组的红色信号；其中合成该规定像素的黄绿色信号和第二绿色信号从而产生该规定像素 的该RGB信号组的蓝色信号的步骤包含从该规定像素的黄绿色信号减去第 二绿色信号，从而产生该规定像素的该RGB信号组的蓝色信号；以及其中合成该规定像素的第 一和第二绿色信号从而产生该规定像素的该 RGB信号组的绿色信号的步骤包含对该规定像素的第一和第二绿色信号取 平均，从而产生该规定像素的该RGB信号组的绿色信号。
20、 如权利要求18所述的方法，还包含将颜色修正矩阵施加到该规定像 素的该RGB信号组的该红色信号、蓝色信号和该绿色信号，从而产生该规定 像素的一组经过颜色修正的红色、蓝色和绿色信号。
21、 一种串扰修正方法，其包括接收像素的一组颜色信号，该组颜色信号包括黄色信号、蓝绿色信号、 第 一绿色信号和第二绿色信号；合成该黄色信号和该第一绿色信号，从而产生RGB信号组的红色信号； 合成该黄绿色信号和该第二绿色信号，从而产生RGB信号组的蓝色信号；以及合成第一和第二绿色信号，从而产生RGB信号组的绿色信号。
22、 如权利要求21所述的方法其中合成该黄色信号和该第一绿色信号从而产生该RGB信号组的红色信 号的步骤包含从该黄色信号减去该第一绿色信号，从而产生该RGB信号组的 该红色信号；其中合成该黄绿色信号和该第二绿色信号从而产生该RGB组信号的蓝色 信号的步骤包含从该黄绿色信号减去该第二绿色信号，从而产生该RGB信号 组的该蓝色信号；以及其中合成该第一和第二绿色信号从而产生该RGB信号组的绿色信号的步 骤包含对该第一和第二绿色信号取平均，从而产生该RGB信号组的该绿色信
23、 一种错误颜色误差修正方法，其用于修正像素传感器阵列的传感器 信号中由于颜色信号内插而产生的错误颜色误差，该像素传感器阵列包括在 阵列中按行交织的第一颜色的传感器和第二颜色的传感器，该方法包含对于该行的每一个像素，确定该传感器的传感器信号输出与在第一方向 上最靠近其的同色的传感器的传感器信号输出之间的差异；响应于已确定的差异识别该第 一和第二颜色的一对相邻像素；以及 向该识别的相邻像素对补偿内插的颜色信号。
24、 如权利要求23所述的方法，其中向该识别的相邻像素对补偿内插的 颜色信号包括对于该第一颜色的该像素，向与该第一颜色的该像素相关的该第二颜色 的内插颜色信号添加该第一颜色的该像素的各个边上的该第二颜色的像素的 颜色信号平均值；以及对于该第二颜色的该像素，从与该第二颜色的该像素相关的该第 一颜色 的内插颜色信号中减去该第二颜色的该像素的各个边上的该第 一颜色的像素 的颜色信号平均值。
全文摘要
一种包括排列成多个重复的2×2单元像素群的颜色选择传感器的阵列的设备。单元像素群每一个传感器选用包括绿色成分的颜色。该单元像素群包含对于各个第一和第二颜色选择的各个传感器和对于第三颜色选择的两个传感器。来自该单元像素群的传感器的信号限定第一颜色信号空间，并且该设备还包括图像处理器电路，其配置成从该颜色选择传感器的阵列接收图像传感器信号以及处理该图像传感器信号，从而在第二颜色信号空间中产生图像信号。
文档编号H04N9/07GK101494795SQ20081020988
公开日2009年7月29日 申请日期2008年9月28日 优先权日2007年10月5日
发明者田中大通, 金廷妍, 金镇学 申请人:三星电子株式会社