图像传感器及生成图像的方法与流程

本公开涉及图像传感器及生成图像的方法。

背景技术：

近年来，随着智能手机的发展，双摄像头技术被广泛应用在智能手机中。在采用双摄像头技术的智能手机中，具有两个镜头以及与两个镜头对应的两个图像传感器。

在一种双摄像头技术中，两个图像传感器之一是黑白图像传感器，另一个是彩色图像传感器。黑白图像传感器负责捕捉更多的细节，得到高分辨率的黑白图像。彩色图像传感器负责捕捉颜色信息，得到彩色图像。通过处理器或软件将黑白图像和彩色图像合成，从而得到具有高分辨率的彩色照片。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，提供了一种图像传感器，包括：白色像素，用于接收入射光并产生白色信号；以及彩色像素，用于接收入射光并产生彩色信号，其中，每个彩色像素与至少6个白色像素相邻。

根据本公开的一些实施例，所述彩色像素可以包括红色像素、绿色像素和蓝色像素。

根据本公开的一些实施例，所述图像传感器中的白色像素和彩色像素按照矩阵方式排列，所述图像传感器包括多个具有三行和三列像素的像素单元，在每个像素单元中，所述红色像素位于第一行第一列，所述绿色像素位于第二行第二列，所述蓝色像素位于第三行第三列，所述像素单元中的其它位置为所述白色像素。

根据本公开的一些实施例，所述彩色像素包括红色像素、绿色像素和蓝色像素，其中，所述红色像素、绿色像素和蓝色像素都与8个白色像素相邻。

根据本公开的一些实施例，所述图像传感器中的白色像素和彩色像素按照矩阵方式排列，所述图像传感器包括多个具有六行和四列像素的像素单元，在每个像素单元中，所述红色像素位于第一行第一列和第四行第三列，所述绿色像素位于第三行第一列和第六行第三列，所述蓝色像素位于第二行第三列和第五行第一列，所述像素单元中的其它位置为所述白色像素。

根据本公开的一些实施例，所述图像传感器中的白色像素和彩色像素按照矩阵方式排列，所述图像传感器包括多个具有十二行和十二列像素的像素单元，在每个像素单元中，所述红色像素位于第一行第九列、第三行第一列、第三行第五列、第五行第九列、第七行第三列、第九行第七列、第九行第十一列以及第十一行第三列，

所述绿色像素位于第一行第一列、第一行第五列、第一行第七列、第一行第11列、第三行第三列、第三行第九列、第五行第一列、第五行第五列、第五行第七列、第五行第十一列、第七行第一列、第七行第五列、第七行第七列、第七行第十一列、第九行第三列、第九行第九列、第十一行第一列、第十一行第五列、第十一行第七列以及第十一行第九列，

所述蓝色像素位于第一行第三列、第三行第七列、第三行第十一列、第五行第三列、第七行第九列、第九行第一列、第九行第五列以及第十一行第十一列，

所述像素单元中的其它位置为所述白色像素。

根据本公开的一些实施例，所述图像传感器中的白色像素和彩色像素按照矩阵方式排列，所述图像传感器包括多个具有六行和四列像素的像素单元，在每个像素单元中，所述红色像素位于第一行第一列和第四行第三列，

所述绿色像素位于第三行第一列、第三行第四列、第六行第二列和第六行第三列，

所述蓝色像素位于第二行第三列和第五行第一列，

所述像素单元中的其它位置为所述白色像素。

根据本公开的另一个方面，提供了一种利用上述根据本公开的图像传感器生成图像的方法，包括：由所述图像传感器接收入射光；由所述白色像素产生白色信号，由所述彩色像素产生与该彩色像素的颜色对应的彩色信号；根据所产生的白色信号和彩色信号计算所述白色像素位置处的所述彩色信号、所述彩色像素位置处的白色信号以及每个所述彩色像素位置处的与该彩色像素的颜色不同的其它颜色的彩色信号；以及根据每个白色像素和彩色像素位置处的白色信号和彩色信号生成彩色图像。

根据本公开的一些实施例，计算所述彩色像素位置处的白色信号包括：根据由与所述彩色像素相邻的白色像素产生的白色信号，计算所述彩色像素位置处的白色信号。

根据本公开的一些实施例，根据由与所述彩色像素相邻的白色像素产生的白色信号，计算所述彩色像素位置处的白色信号包括：计算与所述彩色像素相邻的白色像素的白色信号的平均值，作为所述彩色像素位置处的白色信号。

根据本公开的一些实施例，计算所述白色像素位置处的所述彩色信号包括：根据所述图像传感器的量子效率(qe)曲线、由所述白色像素产生的所述白色信号、以及所述白色像素附近的彩色像素的彩色信号计算所述白色像素位置处的所述彩色信号。

根据本公开的一些实施例，根据所述图像传感器的量子效率(qe)曲线、由所述白色像素产生的所述白色信号、以及所述白色像素附近的彩色像素的彩色信号计算所述白色像素位置处的所述彩色信号包括：根据所述qe曲线计算每种颜色的彩色信号的权重系数，从所述白色像素的所述白色信号中减去经过加权的其它颜色的彩色信号。

根据本公开的一些实施例，计算每个所述彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号包括：使用相邻的像素位置处的其它颜色的彩色信号作为该彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号。

根据本公开的一些实施例，计算每个所述彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号包括：使用相邻的像素位置处的其它颜色的彩色信号进行插值处理，从而得到该彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号。

根据本公开的一些实施例，该方法还可以包括：对所述白色像素位置处的所述彩色信号进行校正。

根据本公开的一些实施例，对所述白色像素位置处的所述彩色信号进行校正可以包括：计算彩色信号的变化梯度；以及根据所述变化梯度校正所述白色像素位置处的所述彩色信号。

根据本公开的一些实施例，根据所述变化梯度校正所述白色像素位置处的所述彩色信号包括：根据所述变化梯度计算所述白色像素位置处的第二彩色信号；以及将第二彩色信号作为所述白色像素位置处的彩色信号。

根据本公开的一些实施例，根据所述变化梯度校正所述白色像素位置处的所述彩色信号包括：根据所述变化梯度计算所述白色像素位置处的第二彩色信号；以及计算所述白色像素位置处的所述彩色信号与第二彩色信号的平均值，作为所述白色像素位置处的彩色信号。

根据本公开的又一个方面，提供了一种成像装置，包括上述根据本公开的图像传感器。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1示出了根据本公开一个或多个示例性实施例的图像传感器的像素排列的示意图。

图2示出了根据本公开一个或多个示例性实施例的图像传感器的像素排列的示意图。

图3示出了根据本公开一个或多个示例性实施例的图像传感器的像素排列的示意图。

图4示出了图像传感器的量子效率(qe)曲线的示意图。

图5示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的生成图像的方法的流程图。

图6示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的成像装置的示意图。

图7示出了根据本公开一个或多个示例性实施例的图像传感器的像素排列的示意图。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在一些情况中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，本公开并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

具体实施方式

下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

虽然采用双摄像头技术具有诸多优点，但是，也伴随有各种缺点。例如，采用双摄像头设置，需要两组镜头和两个图传感器。同使用单个摄像头相比，双摄像头技术需要占用双倍的空间。而对于手机等移动设备，往往没有更多的空间来布置双摄像头。

根据本公开的一些实施例，提供了一种图像传感器，该图像传感器具有能够接收入射光并产生白色信号的白色像素，以及能够接收入射光并产生彩色信号(例如红色信号、绿色信号、蓝色信号)的彩色像素(例如红色像素、绿色像素、蓝色像素)。在该传感器中，每个彩色像素与至少6个白色像素相邻。采用这种排列方式的图像传感器，能够得到高分辨率的彩色图像。

通常，图像传感器通过在像素上施加彩色滤光器来实现对入射光中对应颜色的过滤。例如，在红色像素上布置有红色滤光器，利用红色滤光器，只有入射光中的红色分量能够透射并被红色像素中的光电二极管感测，从而产生红色信号。类似地，在绿色像素上布置有绿色滤光器，利用绿色滤光器，只有入射光中的绿色分量能够透射并被绿色像素中的光电二极管感测，从而产生绿色信号；在蓝色像素上布置有蓝色滤光器，利用蓝色滤光器，只有入射光中的蓝色分量能够透射并被蓝色像素中的光电二极管感测，从而产生蓝色信号。白色像素通常没有滤光器，即入射光可以直接入射到白色像素中并被白色像素中的光电二极管感测，从而产生白色信号。

图1示出了根据本公开的一个或多个实施例的图像传感器的像素排列的示意图。

如图1所示，该图像传感器中，白色像素(w)和彩色像素按照矩阵方式布置。其中，彩色像素包括红色像素(r)、绿色像素(g)以及蓝色像素(b)。

在图1的图像传感器中，像素矩阵由3×3(即三行三列)的像素单元构成。每个像素单元中都布置有白色像素(w)、红色像素(r)、绿色像素(g)以及蓝色像素(b)。图1中用虚线指示了一个示例性的像素单元。在该像素单元中，红色像素布置在第一行第一列，绿色像素布置在第二行第二列，蓝色像素布置在第三行第三列，白色像素布置在像素单元的其余位置。这样，每个像素单元包含一个红色像素，一个绿色像素、一个蓝色像素和六个白色像素。

图1中示出的图像传感器包括6行12列，即包括8个上述像素单元。当然，应当理解，图1中的图像传感器只是示意性的。图像传感器可以在行方向和/或列方向包含更少或更多个像素单元。

在图1示出的图像传感器中，除了位于边缘的彩色像素外，其它每个彩色像素都与六个白色像素相邻。应当理解，在本公开中，对于矩阵形式布置的像素，所谓的“相邻”是指在矩阵的行方向、列方向以及对角方向上紧挨着。例如，在图1中，与第二行第二列的绿色像素(g2,2)相邻的像素包括以下8个像素：第一行第一列的红色像素(r1,1)、第三行第三列的蓝色像素(b3,3)、第一行第二列的白色像素(w1,2)、第一行第三列的白色像素(w1,3)、第二行第一列的白色像素(w2,1)、第二行第三列的白色像素(w2,3)、第三行第一列的白色像素(w3,1)、第三行第二列的白色像素(w3,2)。上面的数字下标表示该像素所在的行数和列数，并以逗号分隔。其中行数在逗号前，列数在逗号后。

利用图1所示的图像传感器，可以生成高分辨率的彩色图像。下面将结合图1和图5详细描述生成彩色图像的方法。

图5示出了根据本公开的实施例的图像传感器生成彩色图像的方法的流程图。

如图5所示，首先，由图像传感器接收入射光(步骤501)。

然后，在入射光的照射下，由白色像素产生白色信号，由彩色像素产生对应颜色的彩色信号(步骤502)。例如，在彩色像素包括红、绿、蓝像素的情况下，红色像素产生红色信号，绿色像素产生绿色信号，蓝色像素产生蓝色信号。

然后，根据所产生的白色信号和彩色信号计算所述白色像素位置处的所述彩色信号、所述彩色像素位置处的白色信号以及每个所述彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号(步骤503)。也就是说，根据产生的白色信号和彩色信号计算每个像素的白色信号和彩色信号。对于白色像素，需要计算该白色像素位置处的彩色信号(例如红色信号、绿色信号和蓝色信号)。对于红色像素，计算该红色像素位置处的白色信号、绿色信号和蓝色信号。对于绿色像素，计算该绿色像素位置处的白色信号、红色信号和蓝色信号。对于蓝色像素，计算该蓝色像素位置处的白色信号、红色信号和绿色信号。

最后，根据每个白色像素和彩色像素位置处的白色信号和彩色信号生成彩色图像。也就是说，在获得了每个像素位置处的白色信号和彩色信号(红色信号、绿色信号、蓝色信号)后，就可以生成高分辨率的彩色图像。

下面将结合附图1所示的图像传感器详细描述生成彩色图像的方法。

为了生成彩色图像，需要得到图像传感器中每个像素位置处的白色信号。其中，白色像素位置处的白色信号可以直接得到。而彩色像素位置处的白色信号需要通过计算得到。

在根据本公开的一个示例中，可以根据与彩色像素相邻的白色像素的白色信号，计算该彩色像素位置处的白色信号。例如，绿色像素g2,2位置处的白色像素信号可以通过与绿色像素g2,2相邻的白色像素的白色信号计算得到。

在根据本公开的一个实施例中，可以使用与绿色像素g2,2相邻的6个白色像素之一的白色信号作为该绿色像素g2,2的白色信号。例如，可以选择白色像素w2,1的白色信号作为绿色像素g2,2的白色信号，或者选择白色像素w1,2的白色信号作为绿色像素g2,2的白色信号。

在根据本公开的另一个实施例中，可以计算与绿色像素g2,2相邻的6个白色像素中至少两个白色像素的白色信号的平均值，并且将该平均值作为绿色像素g2,2的白色信号。例如，

sigw2,2＝(sigw1,2+sigw3,2)/2(1)

上面的公式(1)中，sigw2,2表示图像传感器的像素矩阵中第二行第二列的像素的白色信号，sigw1,2表示图像传感器的像素矩阵中第一行第二列的像素的白色信号，sigw3,2表示图像传感器的像素矩阵中第三行第二列的像素的白色信号。参照图1可知，第二行第二列为绿色像素(g)，第一行第二列和第三行第二列都是白色像素(w)。因此，上面的公式(1)中使用绿色像素上方和下方的白色像素的白色信号的平均值作为该绿色像素的白色信号。

在根据本公开的另一个实施例中，还可以采用更多的白色像素来计算彩色像素的白色信号。例如，对于图1中第二行第二列的绿色像素(r)，可以使用以下公式(2)计算其白色信号。

sigw2,2＝(sigw1,2+sigw1,3+sigw2,1+sigw2,3+sigw3,1+sigw3,2)/6(2)

上面的公式(2)中，各个符号的含义与上面的公式(1)类似。其中，sigw表示白色信号，后面的数字表示像素的位置。例如，sigw1,3表示图像传感器的像素矩阵中第一行第三列的像素的白色信号，sigw2,1表示图像传感器的像素矩阵中第二行第一列的像素的白色信号，sigw2,3表示图像传感器的像素矩阵中第二行第三列的像素的白色信号，sigw3,1表示图像传感器的像素矩阵中第三行第一列的像素的白色信号。

上面以绿色像素为例描述了如何计算绿色像素处的白色信号。应当理解，本领域技术人员可以根据本公开的教导采用各种方式来计算其它彩色像素位置的白色信号。

例如，第三行第三列的蓝色像素(b3,3)的白色信号

sigw3,3＝(sigw2,3+sigw2,3+sigw3,2+sigw3,4+sigw4,2+sigw4,3)/6(3)

第四行第四列的红色像素(r4,4)的白色信号

sigw4,4＝(sigw3,4+sigw3,5+sigw4,3+sigw4,5+sigw5,3+sigw5,4)/6(4)

此外，当彩色像素位于图像传感器的像素矩阵的边缘的情况下，可以适当地减少参与计算的白色像素的个数。例如，可以仅适用与该位于边缘的彩色像素相邻的白色像素的白色信号来计算该彩色像素的白色信号。例如，第一行第一列的红色像素r1,1的白色信号sigw1,1＝(sigw1,2+sigw2,1)/2。

另外，除了使用相邻的白色像素的白色信号来计算彩色像素的白色信号之外，还可以使用更多的白色像素的白色信号来计算彩色像素的白色信号。例如，在根据本公开的一些实施例中，可以采用以该彩色像素为中心的5×5像素矩阵内的全部或一部分白色像素的白色信号，来计算该彩色像素的白色信号。

上面详细描述了如何计算得到彩色像素位置处的白色信号。通过白色像素和彩色像素的白色信号，可以得到黑白图像。该黑白图像的分辨率与图像传感器的分辨率相同。

下面进一步描述如何得到彩色图像。在根据本公开的一些实施例中，可以使用彩色像素得到的彩色信号，直接生成彩色图像。

例如，对于图1所示的图像传感器，每个3×3的像素单元中具有一个红色像素(r)、一个绿色像素(g)和一个蓝色像素(b)。因此，将每个像素单元中的红色信号、绿色信号和蓝色信号作为彩色图像中的一个像素中的rgb信号，可以得到一个彩色图像。该彩色图像的分辨率低于图像传感器的像素矩阵。对于图1而言，彩色图像的像素数仅为图像传感器的像素数的九分之一。

然后，可以根据彩色图像和黑白图像来合成高分辨率的彩色图像。具体的合成方法与现有技术中双摄像头(一个黑白图像传感器+一个彩色图像传感器)的图像合成方法类似，本文就不再赘述。

此外，还可以采用以下方式得到高分辨率的彩色图像。

为了生成高分辨的彩色图像，需要得到每个像素位置处的白色信号和彩色信号。前面已经描述了如何得到每个像素位置处的白色信号，下面描述如何得到每个像素位置处的彩色信号。

首先，可以计算白色像素位置处的彩色信号。

在根据本公开的一个实施例中，可以根据图像传感器的量子效率(qe)曲线、由所述白色像素产生的所述白色信号、以及所述白色像素附近的彩色像素的彩色信号计算所述白色像素位置处的所述彩色信号。量子效率是描述光电器件光电转换能力的一个重要参数，它是在某一特定波长下单位时间内产生的平均光电子数与入射光子数之比。

图4示出了qe曲线的一个示例。如图4所示，图像传感器中的红色像素、绿色像素和蓝色像素在不同的波长下具有不同的量子效率。。

根据qe曲线以及图像传感器中各个白色像素的白色信号，可以计算各个白色像素对应的彩色信号。

例如，对于图1所示的图像传感器，可以计算各个白色像素位置处的彩色信号。例如，第一行第二列白色像素w1,2处的蓝色信号sigb1,2可以表示为：

sigb1,2＝sigw1,2-kr·sigr1,2-kg·sigg1,2(5)

其中，sigr1,2表示白色像素w1,2处的红色信号，sigg1,2表示白色像素w1,2处的绿色信号，kr和kg分别是与红色信号和绿色信号相关联的权重系数。sigr1,2和sigg1,2可以采用白色像素w1,2附近的红色像素和绿色像素的像素信号。

在根据本公开的一个实施例中，使用与白色像素w1,2相邻的红色像素r1,1的红色信号sigr1,1作为白色像素w1,2的红色信号，使用与白色像素w1,2相邻的绿色像素g2,2的绿色信号sigg2,2作为白色像素w1,2的绿色信号。

此外，权重系数kr和kg可以根据该图像传感器的qe曲线得到。类似地，可以根据qe曲线得到与蓝色信号相关联的权重系数kb，并且可以计算白色像素位置处的绿色信号和/或红色信号。这样，可以得到白色像素位置处的彩色信号(红色信号、绿色信号和蓝色信号)。

接下来，为了得到彩色图像，还需要计算每个彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号。

在根据本公开的一个实施例中，使用相邻的像素位置处的其它颜色的彩色信号作为该彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号。例如，在上面已经计算得到所有白色像素位置处的彩色信号的情况下，可以采用与该彩色像素相邻的白色像素的对应颜色的彩色信号，作为该彩色像素的彩色信号。例如，以图1所示的图像传感器中的第二行第二列绿色像素g2,2为例，绿色像素g2,2在入射光的照射下已经生成了绿色信号。可以使用例如与绿色像素g2,2相邻的白色像素w2,3的红色信号和蓝色信号作为绿色像素g2,2位置处的红色信号和蓝色信号。

在根据本公开的一个实施例中，还可以采用插值(内插或外插)的方式计算各个彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号。参照图1所示的图像传感器，例如第一行第四列红色像素r1,4处的绿色信号sigg1,4可以通过白色像素r1,3和r1,5的绿色信号sigg1,3和sigg1,5得到。

sigg1,4＝(sigg1,3+sigg1,5)/2(6)

类似地，对于红色像素r1,4处的蓝色信号sigb1,4，可以按照下式计算

sigb1,4＝(sigb1,3+sigb1,5)/2(7)

应当理解，上面的示例只是一种简单的内插方式。本领域技术人员在本公开的教导下，可以采用任何适当的插值处理方式来计算彩色像素处的与该彩色像素的颜色不同的其它颜色的彩色信号。

此外，根据上述方式计算得到的白色像素位置处的彩色信号可能存在一些误差。根据本公开的一个实施例，在计算得到白色像素位置处的彩色信号后，还可以对这些彩色信号中的一部分或全部进行校正。

例如，对于图1所示的图像传感器，可以利用红色像素r1,1和r1,4对诸如白色像素w1,2和w1,3位置处的红色信号进行校正。

在根据本公开的一个实施例中，可以计算红色像素r1,1和r1,4的红色信号沿行方向上的变化梯度

δsigr＝(sigr1,4-sigr1,1)/3(8)

上面的公式(8)中，给出了红色信号沿行方向上红色信号的变化量的平均值。在假定红色信号在行方向上每个像素的变化是相等的情况下，可以通过下式计算白色像素w1,2和w1,3位置处的红色信号

sigr1,2＝sigr1,1+δsigr(9)

sigr1,3＝sigr1,1+2×δsigr(10)

此时，白色像素w1,2和w1,3各自具有两个红色信号，一个是根据上面的公式(8)和(9)计算得到的红色信号(第二彩色信号)，另一个是上述根据qe曲线计算得到的红色信号。可以根据前者对后者进行校正。

例如，在根据本公开的一个实施例中，直接用公式(8)和(9)计算得到的红色信号替代根据qe曲线计算得到的红色信号。

在根据本公开的另一个实施例中，可以对两种方式计算得到的红色信号进行平均，并将平均值作为白色像素位置处的红色信号。

类似地，可以对两个绿色像素之间的白色像素的绿色信号进行校正。

此外，也可以沿例如列方向或对角方向上计算彩色信号的变化梯度并进行上述校正。在本公开的教导下，本领域技术人员可以理解如何计算梯度和校正，这里就不再重复。

图2示出了根据本公开的另一个实施例的图像传感器的像素排列的示意图。

如图2所示，该图像传感器中，白色像素(w)和彩色像素按照矩阵方式布置。其中，彩色像素包括红色像素(r)、绿色像素(g)以及蓝色像素(b)。

在图2的图像传感器中，像素矩阵由6×4(即六行四列)的像素单元构成。每个像素单元中都布置有白色像素(w)、红色像素(r)、绿色像素(g)以及蓝色像素(b)。图2中用虚线指示了一个示例性的像素单元。在该像素单元中，红色像素布置在第一行第一列和第四行第三列，绿色像素布置在第三行第一列和第六行第三列，蓝色像素布置在第二行第三列和第五行第一列，白色像素布置在像素单元的其余位置。这样，每个像素单元包含2个红色像素，2个绿色像素、2个蓝色像素和18个白色像素。

图2中示出的图像传感器包括12行12列，即包括6个上述像素单元。当然，应当理解，图2中的图像传感器只是示意性的。图像传感器可以在行方向和/或列方向包含更少或更多个像素单元。

在图2示出的图像传感器中，除了位于边缘的彩色像素外，其它每个彩色像素都与8个白色像素相邻。

图3示出了根据本公开的又一个实施例的图像传感器的像素排列的示意图。

如图3所示，该图像传感器中，白色像素(w)和彩色像素按照矩阵方式布置。其中，彩色像素包括红色像素(r)、绿色像素(g)以及蓝色像素(b)。

在图3的图像传感器中，像素矩阵由12×12(即十二行十二列)的像素单元构成。每个像素单元中都布置有白色像素(w)、红色像素(r)、绿色像素(g)以及蓝色像素(b)。

在该像素单元中，红色像素布置在第一行第九列、第三行第一列、第三行第五列、第五行第九列、第七行第三列、第九行第七列、第九行第十一列和第十一行第三列；

绿色像素布置在第一行第一列、第一行第五列、第一行第七列、第一行第十一列、第三行第三列、第三行第九列、第五行第一列、第五行第五列、第五行第七列、第五行第十一列、第七行第一列、第七行第五列、第七行第七列、第七行第十一列、第九行第三列、第九行第九列、第十一行第一列、第十一行第五列、第十一行第七列和第十一行第九列；

蓝色像素布置在第一行第三列、第三行第七列、第三行第十一列、第五行第三列、第七行第九列、第九行第一列、第九行第五列、第十一行第十一列；

白色像素布置在像素单元的其余位置。

这样，每个像素单元包含8个红色像素，20个绿色像素、8个蓝色像素和108个白色像素。

图3中示出的图像传感器包括12行12列，即包括1个上述像素单元。当然，应当理解，图3中的图像传感器只是示意性的。图像传感器可以在行方向和/或列方向包含更多个像素单元。

在图3示出的图像传感器中，除了位于边缘的彩色像素外，其它每个彩色像素都与8个白色像素相邻。

图7示出了根据本公开的又一个实施例的图像传感器的像素排列的示意图。

如图7所示，该图像传感器中，白色像素(w)和彩色像素按照矩阵方式布置。其中，彩色像素包括红色像素(r)、绿色像素(g)以及蓝色像素(b)。

在图7的图像传感器中，像素矩阵由6×4(即六行四列)的像素单元构成。每个像素单元中都布置有白色像素(w)、红色像素(r)、绿色像素(g)以及蓝色像素(b)。

在该像素单元中，红色像素布置在第一行第一列和第四行第三列；

绿色像素布置在第三行第一列、第三行第四列、第六行第二列和第六行第三列；

蓝色像素布置在第二行第三列和第五行第一列；

白色像素布置在像素单元的其余位置。

这样，每个像素单元包含2个红色像素，4个绿色像素、2个蓝色像素和16个白色像素。

图7中示出的图像传感器包括12行12列，即包括6个上述像素单元。当然，应当理解，图7中的图像传感器只是示意性的。图像传感器可以在行方向和/或列方向包含更多个像素单元。

在图7示出的图像传感器中，除了位于边缘的彩色像素以及一部分绿色像素(例如第三行第四列的绿色像素g)外，其它每个彩色像素都与7个白色像素相邻。

采用图2、图3或图7所示的图像传感器的像素排列，同样可以得到高分辨率的彩色图像。具体的生成图像的方法与上面参照图1和图5描述的方法类似，这里就不再重复。

应当理解，上面给出的图像传感器中的像素排列方式是示例性的，本领域技术人员在本公开的教导下可以采用各种适当的排列方式，只要确保每个彩色像素与至少6个白色像素相邻(位于图像传感器边缘的彩色像素除外)即可。

图6示出了根据本公开的实施例的成像装置的示意图。

如图6所示，该成像装置包括镜头601、图像传感器602、控制器603、处理器604和存储器605。其中，图像传感器602是上面根据本公开的实施例的图像传感器。入射光606经过镜头601后在图像传感器602上成像。图像传感器中的各个像素根据感测到的入射光生成对应的像素信号并将像素信号发送给处理器604。处理器604在控制器603的控制下，可以根据来自图像传感器602的像素信号生成高分辨率的黑白图像和彩色图像。生成的图像可以被存储在存储器605中。

更具体地说，在根据本公开的一个实施例中，处理器604可以根据图像传感器602产生的白色信号和彩色信号计算白色像素位置处的彩色信号、彩色像素位置处的白色信号以及每个彩色像素位置处的与该彩色像素的颜色不同的其它颜色的彩色信号。然后，根据每个白色像素和彩色像素位置处的白色信号和彩色信号生成彩色图像，或者根据每个白色像素和彩色像素位置处的白色信号可以生成黑白图像。

此外，本公开的各个实施例还可以包括以下各种技术方案：

1、一种图像传感器，其特征在于，包括：

白色像素，用于接收入射光并产生白色信号；以及

彩色像素，用于接收入射光并产生彩色信号，

其中，每个彩色像素与至少6个白色像素相邻。

2、根据1所述的图像传感器，其特征在于，所述彩色像素包括红色像素、绿色像素和蓝色像素。

3.根据2所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器中的白色像素和彩色像素按照矩阵方式排列，所述图像传感器包括多个具有三行和三列像素的像素单元，在每个像素单元中，所述红色像素位于第一行第一列，所述绿色像素位于第二行第二列，所述蓝色像素位于第三行第三列，所述像素单元中的其它位置为所述白色像素。

4.根据1所述的图像传感器，其特征在于，所述彩色像素包括红色像素、绿色像素和蓝色像素，其中，所述红色像素、绿色像素和蓝色像素都与8个白色像素相邻。

5.根据4所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器中的白色像素和彩色像素按照矩阵方式排列，所述图像传感器包括多个具有六行和四列像素的像素单元，在每个像素单元中，所述红色像素位于第一行第一列和第四行第三列，所述绿色像素位于第三行第一列和第六行第三列，所述蓝色像素位于第二行第三列和第五行第一列，所述像素单元中的其它位置为所述白色像素。

6.根据4所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器中的白色像素和彩色像素按照矩阵方式排列，所述图像传感器包括多个具有十二行和十二列像素的像素单元，在每个像素单元中，所述红色像素位于第一行第九列、第三行第一列、第三行第五列、第五行第九列、第七行第三列、第九行第七列、第九行第十一列以及第十一行第三列，

所述绿色像素位于第一行第一列、第一行第五列、第一行第七列、第一行第11列、第三行第三列、第三行第九列、第五行第一列、第五行第五列、第五行第七列、第五行第十一列、第七行第一列、第七行第五列、第七行第七列、第七行第十一列、第九行第三列、第九行第九列、第十一行第一列、第十一行第五列、第十一行第七列以及第十一行第九列，

所述蓝色像素位于第一行第三列、第三行第七列、第三行第十一列、第五行第三列、第七行第九列、第九行第一列、第九行第五列以及第十一行第十一列，

所述像素单元中的其它位置为所述白色像素。

7.根据2所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器中的白色像素和彩色像素按照矩阵方式排列，所述图像传感器包括多个具有六行和四列像素的像素单元，在每个像素单元中，所述红色像素位于第一行第一列和第四行第三列，

所述绿色像素位于第三行第一列、第三行第四列、第六行第二列和第六行第三列，

所述蓝色像素位于第二行第三列和第五行第一列，

所述像素单元中的其它位置为所述白色像素。

8.一种利用1-7中任一项所述的图像传感器生成图像的方法，其特征在于，包括：

由所述图像传感器接收入射光；

由所述白色像素产生白色信号，由所述彩色像素产生与该彩色像素的颜色对应的彩色信号；

根据所产生的白色信号和彩色信号计算所述白色像素位置处的所述彩色信号、所述彩色像素位置处的白色信号以及每个所述彩色像素位置处的与该彩色像素的颜色不同的其它颜色的彩色信号；

根据每个白色像素和彩色像素位置处的白色信号和彩色信号生成彩色图像。

9.根据8所述的方法，其特征在于，计算所述彩色像素位置处的白色信号包括：

根据由与所述彩色像素相邻的白色像素产生的白色信号，计算所述彩色像素位置处的白色信号。

10.根据9所述的方法，其特征在于，根据由与所述彩色像素相邻的白色像素产生的白色信号，计算所述彩色像素位置处的白色信号包括：

计算与所述彩色像素相邻的白色像素的白色信号的平均值，作为所述彩色像素位置处的白色信号。

11.根据8所述的方法，其特征在于，计算所述白色像素位置处的所述彩色信号包括：

根据所述图像传感器的量子效率(qe)曲线、由所述白色像素产生的所述白色信号、以及所述白色像素附近的彩色像素的彩色信号计算所述白色像素位置处的所述彩色信号。

12.根据11所述的方法，其特征在于，根据所述图像传感器的量子效率(qe)曲线、由所述白色像素产生的所述白色信号、以及所述白色像素附近的彩色像素的彩色信号计算所述白色像素位置处的所述彩色信号包括：

根据所述qe曲线计算每种颜色的彩色信号的权重系数，从所述白色像素的所述白色信号中减去经过加权的其它颜色的彩色信号。

13.根据8所述的方法，其特征在于，计算每个所述彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号包括：

使用相邻的像素位置处的其它颜色的彩色信号作为该彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号。

14.根据8所述的方法，其特征在于，计算每个所述彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号包括：

使用相邻的像素位置处的其它颜色的彩色信号进行插值处理，从而得到该彩色像素位置处的其它颜色的彩色信号。

15.根据8-14中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述白色像素位置处的所述彩色信号进行校正。

16.根据15所述的方法，其特征在于，对所述白色像素位置处的所述彩色信号进行校正包括：

计算彩色信号的变化梯度；以及

根据所述变化梯度校正所述白色像素位置处的所述彩色信号。

17.根据16所述的方法，其特征在于，根据所述变化梯度校正所述白色像素位置处的所述彩色信号包括：

根据所述变化梯度计算所述白色像素位置处的第二彩色信号；以及

将第二彩色信号作为所述白色像素位置处的彩色信号。

18、根据16所述的方法，其特征在于，根据所述变化梯度校正所述白色像素位置处的所述彩色信号包括：

根据所述变化梯度计算所述白色像素位置处的第二彩色信号；以及

计算所述白色像素位置处的所述彩色信号与第二彩色信号的平均值，作为所述白色像素位置处的彩色信号。

19.一种成像装置，其特征在于，包括根据1-7中任一项所述的图像传感器。

在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。

如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪声以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

另外，前面的描述可能提及了被“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦接”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦接”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。

另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。

本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。