色彩滤镜阵列和图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种色彩滤镜阵列和图像处理方法。
【背景技术】
[0002]色彩滤镜是成像系统中的部件之一，设置在图像传感器前，用于允许单一颜色的光通过，并被图像传感器捕获。拜耳阵列作为一种常见的色彩滤镜阵列，图1为拜耳阵列的示意图，如图1所示，作为一种示例，在图1中其是一 4X4阵列，拜耳阵列由8个绿色滤镜、4个蓝色滤镜和4个红色滤镜构成，每一滤镜对应图像传感器中的一个感光单元，即一个像素。光透过具有特定颜色的色彩滤镜后，被图像传感器中的感光单元捕获，感光单元所测得的像素值就可以表征该特定颜色光强的大小，即颜色信息。
[0003]但是，在使用过程中发现采用拜耳滤镜时，成像系统的感光性能不佳。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种色彩滤镜阵列和图像处理方法，用于解决现有技术中成像系统的感光性能不佳的技术问题。
[0005]本发明的第一个方面是提供一种色彩滤镜阵列，包括:色彩滤镜单元和无色彩滤镜单元；
[0006]所述色彩滤镜单元，包括至少三个相邻排布的基色色彩滤镜，所述基色色彩滤镜为红色色彩滤镜、绿色色彩滤镜或蓝色色彩滤镜；每个所述色彩滤镜单元包括红色色彩滤镜、绿色色彩滤镜和蓝色色彩滤镜；
[0007]所述无色彩滤镜单元，包括包围在所述色彩滤镜单元外周的无色色彩滤镜。
[0008]可选的，如上所述的色彩滤镜阵列，所述色彩滤镜单元中所包含的基色色彩滤镜的个数少于所述无色彩滤镜单元中所包含的无色色彩滤镜的个数。
[0009]可选的，如上所述的色彩滤镜阵列，所述色彩滤镜单元中包括三个沿阵列行方向或沿阵列列方向排列的基色色彩滤镜；
[0010]三个所述基色色彩滤镜排列顺序为红色色彩滤镜、绿色色彩滤镜和蓝色色彩滤镜。
[0011]可选的，如上所述的色彩滤镜阵列，所述色彩滤镜单元中包括三个基色色彩滤镜;
[0012]三个所述基色色彩滤镜中红色色彩滤镜沿阵列行方向与绿色色彩滤镜相邻，且沿阵列列方向与蓝色色彩滤镜相邻。
[0013]可选的，如上所述的色彩滤镜阵列，所述色彩滤镜单元中包括四个按照两行两列方式排布的基色色彩滤镜；
[0014]四个所述基色色彩滤镜排列顺序为:第一行第一列为红色色彩滤镜，第一行第二列为绿色色彩滤镜，第二行第一列为绿色色彩滤镜，第二行第二列为蓝色色彩滤镜；
[0015]或者，四个所述基色色彩滤镜排列顺序为:第一行第一列为红色色彩滤镜，第一行第二列为绿色色彩滤镜，第二行第一列为蓝色色彩滤镜，第二行第二列为绿色色彩滤镜。
[0016]可选的，如上所述的色彩滤镜阵列，所述色彩滤镜单元中包括五个基色色彩滤镜;
[0017]五个所述基色色彩滤镜中一蓝色色彩滤镜沿阵列行方向分别与两红色色彩滤镜相邻，且沿阵列列方向分别与两绿色色彩滤镜相邻。
[0018]可选的，如上所述的色彩滤镜阵列，所述色彩滤镜单元的个数为至少两个；
[0019]相邻两所述色彩滤镜单元中至少三个相邻排布的基色色彩滤镜的排布方式不同。
[0020]本发明的另一个方面是提供一种图像处理方法，应用于包括如上所述的色彩滤镜阵列的成像系统中，所述成像系统还包括图像传感器，所述色彩滤镜阵列覆盖在所述图像传感器入光面，所述方法包括:
[0021]通过所述成像系统中的图像传感器获取彩色图像以及灰度图像；所述彩色图像是所述色彩滤镜阵列中色彩滤镜单元对应的图像传感器获取的，所述灰度图像是所述色彩滤镜阵列中无色彩滤镜单元对应的图像传感器获取的；
[0022]根据所述彩色图像，对所述灰度图像进行插值处理，以在所述灰度图像中补充所述彩色图像对应的像素点；
[0023]对所述彩色图像依次进行模糊处理和插值处理，以使处理后的彩色图像的分辨率与处理后的灰度图像的分辨率相同；
[0024]将所述处理后的彩色图像的色彩通道和所述处理后的灰度图像的亮度通道分别作为所需图像的色彩通道和亮度通道。
[0025]可选的，如上所述的方法，所述根据所述彩色图像，对所述灰度图像进行插值处理，以在所述灰度图像中补充所述彩色图像对应的像素点，包括:
[0026]在所述灰度图像中，查询所述彩色图像中的对象像素点对应的目标像素点；所述对象像素点由至少三个基色色彩滤镜对应的图像传感器成像获得；所述目标像素点由无色色彩滤镜对应的图像传感器成像获得；其中，成像获得所述目标像素点的无色色彩滤镜与成像获得所述对象像素点的基色色彩滤镜相邻；
[0027]根据所述彩色图像中对象像素点的亮度值以及所述灰度图像中目标像素点的亮度值进行均值计算，将均值计算所获得的平均值作为补充到所述灰度图像中的像素点的亮度值。
[0028]本发明提供的色彩滤镜阵列和图像处理方法，色彩滤镜阵列包括色彩滤镜单元和无色彩滤镜单元，其中，色彩滤镜单元，包括至少三个相邻排布的基色色彩滤镜，且每个色彩滤镜单元包括红色色彩滤镜、绿色色彩滤镜和蓝色色彩滤镜，而无色彩滤镜单元包括排布在色彩滤镜单元外周的无色色彩滤镜，由于无色色彩滤镜允许透过全部颜色光，光线通过该无色色彩滤镜可以直接照射得到图像传感器上，因而提高感光性能。另外，在图像处理时，将利用色彩滤镜阵列中色彩滤镜单元成像获得的彩色图像的色彩通道，以及利用色彩滤镜阵列中无色彩滤镜单元成像获得的灰度图像的亮度通道进行融合，获得所需图像，由于灰度图像具有较高的解析度，在图像处理时结合灰度图像的高解析度，和人眼不敏感的低解析度色彩图像，进一步提高了成像系统的感光性和解析度。
【附图说明】
[0029]图1为拜耳阵列的示意图；
[0030]图2为本发明实施例提供的一种色彩滤镜阵列的结构示意图；
[0031]图3A为第一种色彩滤镜阵列排布示意图；
[0032]图3B为第二种色彩滤镜阵列排布示意图；
[0033]图3C为第三种色彩滤镜阵列排布示意图；
[0034]图3D为第四种色彩滤镜阵列排布示意图；
[0035]图3E为第五种色彩滤镜阵列排布示意图；
[0036]图3F为第六种色彩滤镜阵列排布示意图；
[0037]图3G为第七种色彩滤镜阵列排布示意图；
[0038]图4为本发明实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0039]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。为了方便说明，放大或者缩小了不同层和区域的尺寸，所以图中所示大小和比例并不一定代表实际尺寸，也不反映尺寸的比例关系。
[0040]图2为本发明实施例提供的一种色彩滤镜阵列的结构示意图，如图2所示，包括:色彩滤镜单元I和无色彩滤镜单元2。
[0041]其中，色彩滤镜单元1，包括至少三个相邻排布的基色色彩滤镜，基色色彩滤镜为红色(R)色彩滤镜、绿色(G)色彩滤镜或蓝色(B)色彩滤镜。每个色彩滤镜单元I均包括至少一红色色彩滤镜、至少一绿色色彩滤镜和至少一蓝色色彩滤镜。
[0042]无色彩滤镜单元2，包括包围在色彩滤镜单元I外周的无色色彩滤镜。
[0043]具体的，通常基色为红色、绿色和蓝色。R色彩滤镜即为仅允许透过红光的滤镜，G色彩滤镜即为仅允许透过绿光的滤镜，B色彩滤镜即为仅允许透过蓝光的滤镜。而无色色彩滤镜为允许透过全部颜色光的滤镜，光线通过该无色色彩滤镜可以直接照射得到图像传感器上，具体的，该