圖像拾取設(shè)備和信號值校正方法
【專利摘要】一種圖像拾取設(shè)備，其中濾色器的基本陣列圖案（BP）的布置周期（例如3×3）不同于共享放大器（66）的共享結(jié)構(gòu)圖案（CP）的布置周期（例如2×2），設(shè)置有：校正因子存儲單元，存儲多個第一校正因子和多個第二校正因子，多個第一校正因子與多個顏色中的每一個相對應(yīng)，多個第二校正因子與像素關(guān)于共享放大器（66）的位置的多個相對位置（左上、右上、左下和右下）中的每一個相對應(yīng)；和靈敏度校正單元，從多個第一校正因子當(dāng)中選擇與每一個像素之上的濾色器的顏色相對應(yīng)的第一校正因子，并且從多個第二校正因子當(dāng)中選擇與每一個像素的相對位置相對應(yīng)的第二校正因子，并且將選擇的第一校正因子和第二校正因子應(yīng)用于每一個像素的信號值以對其進(jìn)行計算。
【專利說明】圖像拾取設(shè)備和信號值校正方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及一種圖像拾取設(shè)備和一種信號值校正方法，通過簡單的配置使得能夠 快速地并且準(zhǔn)確地校正由用于圖像拾取元件的濾色器的顏色陣列引起的信號值的變化和 由其中多像素共享特定電路元件的結(jié)構(gòu)引起的信號值的變化。【背景技術(shù)】[0002]CMOS (互補金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像拾取元件呈現(xiàn)低功耗，并且在諸如數(shù)字照相機(jī) 和移動電話的各種便攜式圖像拾取設(shè)備中使用。[0003]在CMOS圖像拾取元件中，其中多像素共享單一放大器的技術(shù)被廣泛地用作用于 減小襯底上所需的晶體管的數(shù)目的技術(shù)。[0004]特別地，具有Bayer (拜耳)陣列(GR/BG)濾色器和以2 X 2像素為基礎(chǔ)共享單一放 大器的共享結(jié)構(gòu)的圖像拾取元件呈現(xiàn)良好的匹配，因為Bayer陣列(2X2)的重復(fù)周期等于 放大器共享結(jié)構(gòu)(2X2)的重復(fù)周期，并且因此，該圖像拾取元件被非常普遍地使用。[0005]PTLl公開了一種其中根據(jù)放大器共享圖案為多個行使用垂線校正參數(shù)執(zhí)行校正 的配置。[0006]PTL2描述了一種通過以垂直2X水平2像素為基礎(chǔ)共享放大器而實現(xiàn)了空間節(jié)約 的CMOS圖像拾取元件。[0007]PTL3公開了一種配置，其中圍繞感興趣的像素的四個像素分別具有顏色混合校正 參數(shù)，從而響應(yīng)于由每一個像素的孔隙的非對稱性引起的、顏色混合率的逐像素差異。[0008]引用列表[0009]專利文獻(xiàn)[0010]PTLl[0011]日本專利申請?zhí)亻_N0.2008-288649[0012]PTL2[0013]日本專利申請?zhí)亻_N0.2000-78474[0014]PTL3[0015]日本專利申請?zhí)亻_N0.2007-142697
【發(fā)明內(nèi)容】
[0016]技術(shù)問題[0017]在圖像拾取元件中，典型地存在以下問題，即，由于存在由濾色器的顏色(例如， RGB)的差異引起的靈敏度比率，拾取的圖像的圖像質(zhì)量劣化。進(jìn)而，還存在以下問題，S卩，因 為即使在相同顏色像素之間也在圖像拾取表面中分布著不同的靈敏度比率，所以在拾取的 圖像的周邊部分上的著色或者固定圖案噪聲出現(xiàn)。因此，通過將圖像拾取表面劃分成多個 區(qū)域并且將每一個像素的信號值(輸出值)乘以在用于每一個區(qū)域的像素之間的靈敏度比 率的倒數(shù)，能夠校正由濾色器的顏色弓I起的、在像素之間的靈敏度比率。[0018]在帶有放大器共享結(jié)構(gòu)的CMOS圖像拾取元件中，即使在相同區(qū)域中的相同顏色 像素之間，也取決于像素對于共享放大器的相對位置而發(fā)生信號值的差異。即，存在以下問 題，即，在位于對于共享放大器的不同的相對位置的像素之間，靈敏度取決于襯底布局等的 差異改變，從而對于圖像再現(xiàn)性造成不利的影響。隨著像素尺寸的精細(xì)化，這個問題已經(jīng)變 得更加顯著。[0019]因此，能夠設(shè)想一種思想，即，預(yù)先存儲校正系數(shù)，其數(shù)目(MNXMN)對應(yīng)于濾色器 的基本陣列圖案的重復(fù)周期(MXM)和放大器共享結(jié)構(gòu)的重復(fù)周期(NXN)的最小公倍數(shù)， 從它們之中為每一個像素選擇適當(dāng)?shù)男Ｕ禂?shù)，并且將每一個像素的信號值乘以選擇的校 正系數(shù)，從而校正由用于圖像拾取元件的濾色器的顏色陣列引起的信號值的變化和由其中 多像素共享特定電路元件的結(jié)構(gòu)引起的信號值的變化這兩者。[0020]然而，雖然如果濾色器被以2X2的Bayer陣列布置并且放大器共享結(jié)構(gòu)是2X2 四像素正方形陣列則僅僅要求四個校正系數(shù)，但是例如，如果濾色器陣列是3X 3或者6X6 陣列，則校正系數(shù)(麗X麗)的數(shù)目變得巨大。因此，存在校正處理時間和電路尺寸增加的 問題。[0021]因為光屏蔽像素的使用，在PTLl中描述的配置不能被應(yīng)用于校正由放大器共享 結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性的變化引起的、在像素之間的靈敏度比率。[0022]在PTL2和PTL3中描述的配置導(dǎo)致以下問題，S卩，當(dāng)濾色器的重復(fù)布置周期不同于 放大器共享結(jié)構(gòu)的重復(fù)布置周期時，校正系數(shù)巨大地增加。[0023]另外，因為在Bayer陣列中，綠色(G)像素被以格子圖案(棋盤圖案)布置并且紅色 (R)和藍(lán)色(B)像素被以行順序布置，所以存在以下問題，S卩，通過超過對于顏色的再現(xiàn)帶的 高頻信號的折疊(folding)和對于顏色的相位偏差，發(fā)生低頻著色(顏色云紋)。因此，期望 一種即便濾色器陣列是除了 Bayer陣列之外的陣列也能夠準(zhǔn)確地并且容易地校正靈敏度 比率的配置。[0024]已經(jīng)鑒于這種情況實現(xiàn)了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種圖像拾取設(shè)備 和一種信號值校正方法，通過簡單的配置使得能夠快速地并且準(zhǔn)確地校正由用于圖像拾取 元件的濾色器的顏色陣列引起的信號值的變化和由其中多像素共享特定電路元件的結(jié)構(gòu) 引起的信號值的變化。[0025]解決問題的方案[0026]為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供一種圖像拾取設(shè)備，該圖像拾取設(shè)備包括圖像拾取 元件，在該圖像拾取元件中，多個濾色器被分別地布置于在水平方向和豎直方向上二維排 列的多個像素上，每一個像素包括光電轉(zhuǎn)換元件；存儲用于校正圖像拾取元件的每一個像 素的信號值的信息的存儲裝置；和使用存儲在存儲裝置中的信息校正圖像拾取元件的每一 個像素的信號值的校正裝置，其中圖像拾取元件的該多個像素以多像素為基礎(chǔ)共享特定電 路元件；圖像拾取元件的該多個濾色器被如此布置，使得基本陣列圖案在水平方向和豎直 方向上重復(fù)，該基本陣列圖案混合地包括三種或者更多顏色類型的濾色器并且具有與包括 特定電路元件和多像素的共享結(jié)構(gòu)圖案的布置周期不同的布置周期；該存儲裝置存儲多個 第一校正系數(shù)和多個第二校正系數(shù)，該多個第一校正系數(shù)分別與圖像拾取元件的多個濾色 器的顏色相對應(yīng)，該多個第二校正系數(shù)分別與像素對于圖像拾取元件的特定電路元件的位 置的多個相對位置相對應(yīng)；并且當(dāng)校正裝置針對圖像拾取元件的多個像素的每一個并且校正每一個感興趣的像素的信號值時，該校正裝置從存儲在存儲裝置中的多個第一校正系數(shù) 選擇對應(yīng)于在感興趣的像素上的濾色器的顏色的第一校正系數(shù)，從存儲在存儲裝置中的多 個第二校正系數(shù)選擇對應(yīng)于感興趣的像素的相對位置的第二校正系數(shù)，并且關(guān)于感興趣的 像素的信號值利用選擇的第一校正系數(shù)和選擇的第二校正系數(shù)執(zhí)行計算。[0027]即，僅僅通過在存儲裝置中存儲對應(yīng)于圖像拾取元件的濾色器的顏色的第一校正 系數(shù)和對應(yīng)于像素對于圖像拾取元件的特定電路元件的位置的相對位置的第二校正系數(shù)， 為每一個像素選擇了第一校正系數(shù)和第二校正系數(shù)的適當(dāng)?shù)慕M合，并且利用該組合關(guān)于每 一個像素的信號值執(zhí)行計算。因此，利用必要的最小數(shù)目的校正系數(shù)，能夠快速地并且準(zhǔn)確 地校正由用于圖像拾取元件的濾色器的顏色陣列引起的信號值的變化和由其中多像素共 享特定電路元件的結(jié)構(gòu)引起的信號值的變化。[0028]在一個實施例中，存儲裝置存儲用于校正在像素之間的靈敏度比率的靈敏度比率 校正系數(shù)，和用于校正在鄰近于每一個像素的相鄰像素上的濾色器的顏色混合的顏色混合 校正系數(shù)，靈敏度比率校正系數(shù)和顏色混合校正系數(shù)包括第一校正系數(shù)和第二校正系數(shù)。 校正裝置關(guān)于感興趣的像素的信號值利用用于靈敏度比率校正系數(shù)和顏色混合校正系數(shù) 中的一個的第一校正系數(shù)和第二校正系數(shù)執(zhí)行計算，并且然后關(guān)于計算結(jié)果利用用于靈敏 度比率校正系數(shù)和顏色混合校正系數(shù)中的另一個的第一校正系數(shù)和第二校正系數(shù)執(zhí)行計 算。即，作為第一步校正，關(guān)于每一個感興趣的像素的信號值利用用于靈敏度比率校正系數(shù) 和顏色混合校正系數(shù)中的一個(例如用于靈敏度比率校正系數(shù))的第一校正系數(shù)和第二校 正系數(shù)執(zhí)行計算，并且然后作為第二步校正，關(guān)于計算結(jié)果利用用于靈敏度比率校正系數(shù) 和顏色混合校正系數(shù)中的另一個(例如用于顏色混合校正系數(shù))的第一校正系數(shù)和第二校 正系數(shù)執(zhí)行計算。因此，能夠比傳統(tǒng)圖像拾取設(shè)備更加準(zhǔn)確地校正像素的信號值。[0029]在一個實施例中，該圖像拾取設(shè)備進(jìn)一步包括計算第二校正系數(shù)的校正系數(shù)計算 裝置，該校正系數(shù)計算裝置通過在具有對于特定電路元件的位置不同的相對位置的像素之 間比較信號值來計算第二校正系數(shù)，其中存儲裝置存儲由校正系數(shù)計算裝置計算的第二校 正系數(shù)。即，能夠與用于由濾色器的因素引起的靈敏度比率的校正系數(shù)相分離地確定用于 由放大器共享結(jié)構(gòu)的因素引起的靈敏度比率的校正系數(shù)。[0030]在一個實施例中，在由圖像拾取元件產(chǎn)生的拾取圖像的整個或者一部分中，校正 系數(shù)計算裝置通過對于特定電路元件的位置的每一個相對位置遍及多個共享結(jié)構(gòu)圖案計 算多個相同顏色像素的信號值的平均值，并且在相互不同的相對位置之間比較平均值，來 計算第二校正系數(shù)。即，能夠容易地根據(jù)拍攝環(huán)境的改變諸如鏡頭更換引起的入射角的改 變來調(diào)整靈敏度比率校正系數(shù)。[0031]在一個實施例中，圖像拾取元件包括基本陣列圖案的白色濾色器，并且校正系數(shù) 計算裝置通過遍及多個基本陣列圖案對與白色濾色器相對應(yīng)的像素的信號值求平均來計 算第二校正系數(shù)。即，能夠通過利用白色像素的良好的靈敏度而準(zhǔn)確地確定校正系數(shù)。[0032]進(jìn)而，本發(fā)明提供一種用于校正圖像拾取元件的每一個像素的信號值的信號值校 正方法，在該圖像拾取元件中，多個濾色器被分別地布置于在水平方向和豎直方向上二維 排列的多個像素上，每一個像素包括光電轉(zhuǎn)換元件，其中圖像拾取元件的該多個像素以多 像素為基礎(chǔ)共享特定電路元件；圖像拾取元件的該多個濾色器被如此布置，使得基本陣列 圖案在水平方向和豎直方向上重復(fù)，該基本陣列圖案混合地包括三種或者更多顏色類型的濾色器并且具有與包括特定電路元件和多像素的共享結(jié)構(gòu)圖案的布置周期不同的布置周 期；并且該方法包括預(yù)先在存儲器件中存儲多個第一校正系數(shù)和多個第二校正系數(shù)，該多 個第一校正系數(shù)分別與圖像拾取元件的多個濾色器的顏色相對應(yīng)，該多個第二校正系數(shù)分 別與像素對于圖像拾取元件的特定電路元件的位置的多個相對位置相對應(yīng)；并且，當(dāng)針對 圖像拾取元件的多個像素的每一個并且校正每一個感興趣的像素的信號值時，從多個第一 校正系數(shù)中選擇對應(yīng)于在感興趣的像素上的濾色器的顏色的第一校正系數(shù)，從多個第二校 正系數(shù)中選擇對應(yīng)于感興趣的像素的相對位置的第二校正系數(shù)，并且關(guān)于感興趣的像素的 信號值，利用選擇的第一校正系數(shù)和選擇的第二校正系數(shù)執(zhí)行計算。[0033]本發(fā)明的有利效果[0034]根據(jù)本發(fā)明，通過簡單的配置，能夠快速地并且準(zhǔn)確地校正由用于圖像拾取元件 的濾色器的顏色陣列引起的信號值的變化和由其中多像素共享特定電路元件的結(jié)構(gòu)引起 的信號值的變化。[0035]附圖簡要說明[0036]圖1是示出根據(jù)第一實施例的示例性圖像拾取設(shè)備的總體配置的框圖；[0037]圖2是示出根據(jù)第一實施例的示例性圖像拾取元件的一部分的概略圖；[0038]圖3是示出圖像拾取元件的示例性濾色器陣列的圖；[0039]圖4是示出根據(jù)第一實施例的示例性靈敏度校正過程的流程的流程圖；[0040]圖5是示出根據(jù)第一實施例的示例性顏色混合校正過程的流程的流程圖；[0041]圖6是示出根據(jù)第二實施例的示例性圖像拾取元件的一部分的概略圖；[0042]圖7是示出根據(jù)第二實施例的示例性圖像拾取設(shè)備的總體配置的框圖；[0043]圖8是示出根據(jù)第三實施例的示例性圖像拾取元件的一部分的概略圖；[0044]圖9是示出根據(jù)第三實施例的示例性顏色混合校正過程的流程的流程圖；[0045]圖10是示出根據(jù)第四實施例的示例性圖像拾取元件的一部分的概略圖；[0046]圖11是示出根據(jù)第四實施例的示例性圖像拾取設(shè)備的總體配置的框圖；[0047]圖12是示出根據(jù)第四實施例的示例性顏色混合校正過程的流程的流程圖；[0048]圖13是示出另一個示例性共享結(jié)構(gòu)圖案的圖表；[0049]圖14是示出根據(jù)第一示例的濾色器陣列的圖表；[0050]圖15是用于解釋在根據(jù)第一示例的濾色器陣列中的基本陣列圖案的解釋性圖；[0051]圖16是示出根據(jù)第二示例的濾色器陣列的圖?！揪唧w實施方式】[0052]在下文中，參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。[0053]<第一實施例>[0054]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的示例性圖像拾取設(shè)備的總體配置的框圖。這 里，圖像拾取設(shè)備的示例不限于獨立的照相機(jī)，而是能夠包括各種信息設(shè)備和電設(shè)備，諸如 配備照相機(jī)的移動電話、配備照相機(jī)的智能電話、配備照相機(jī)的平板計算機(jī)和配備照相機(jī) 的音樂播放器。[0055]圖像拾取設(shè)備100包括:拍攝鏡頭10，用于從入射物光形成物像；光圈11 ;圖像拾 取元件12，用于拾取由拍攝鏡頭10形成的物像；機(jī)械快門14，用于通過打開和關(guān)閉用于物光的光路13而在圖像拾取元件12的蔽光狀態(tài)和曝光狀態(tài)之間切換，光路13從拍攝鏡頭10 延伸到圖像拾取元件12 ;圖像輸入控制器19，用于向存儲器20輸入從圖像拾取元件12輸 出的圖像信號；存儲器20，用于暫時存儲數(shù)字圖像信號；圖像信號處理電路22，用于為暫時 存儲在存儲器20中的數(shù)字圖像信號執(zhí)行預(yù)定的數(shù)字信號處理；壓縮處理電路24，用于為數(shù) 字圖像信號執(zhí)行壓縮處理和擴(kuò)展處理；介質(zhì)控制器26，用于執(zhí)行數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的輸入和輸 出；記錄介質(zhì)27，通過介質(zhì)控制器26的控制將壓縮的數(shù)字圖像信號作為拾取的圖像記錄到 記錄介質(zhì)27 ;指令輸入單元29，向其輸入各種指令；馬達(dá)驅(qū)動器30，用于驅(qū)動拍攝鏡頭10 ； 馬達(dá)驅(qū)動器31,用于驅(qū)動光圈11 ;和馬達(dá)驅(qū)動器34,用于驅(qū)動機(jī)械快門14。[0056]圖像拾取元件12由CMOS (互補金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像拾取元件構(gòu)成。作為圖像 拾取元件12的一部分的特殊2X2像素的結(jié)構(gòu)概略地在圖2中示出。這個圖像拾取元件12 具有下述配置，其中多個濾色器64分別地布置在多個像素62上,像素62每一個包括光電 轉(zhuǎn)換元件并且在水平方向X和豎直方向y上二維地排列。多個像素62以2X2像素為基礎(chǔ) 作為特定電路元件共享放大器66 (放大元件)。如在圖3中所示，多個濾色器64被布置為 使得由3X3像素構(gòu)成并且其中三種或者更多顏色類型的濾色器64(在該實施例中，三個顏 色R、G和B)被混合布置的基本陣列圖案BP在水平方向X和豎直方向I上重復(fù)。共享結(jié)構(gòu) 圖案CP由共享放大器66和的2X2像素構(gòu)成。作為基本陣列圖案BP中的陣列數(shù)目(3X3) 和共享結(jié)構(gòu)圖案CP中的陣列數(shù)目(2X2)的最小公倍數(shù)的陣列數(shù)目是6X6。在圖中，附圖 標(biāo)記EP被用于6X6擴(kuò)展圖案。在擴(kuò)展圖案EP中，濾色器的顏色和對于共享放大器66的 相對位置的組合數(shù)目是36。[0057]圖像拾取元件12包括用于將從圖像拾取區(qū)域12a輸出的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù) 字圖像信號的AD轉(zhuǎn)換單元18，和用于產(chǎn)生圖像拾取區(qū)域12a的圖像拾取時序的時序發(fā)生器 32。[0058]由拍攝鏡頭10在圖像拾取元件12上形成的物像被構(gòu)成圖像拾取元件12的像素 62的光電轉(zhuǎn)換兀件取決于入射光的量而轉(zhuǎn)換成信號電荷?；诟鶕?jù)CPU50的指令從時序發(fā) 生器32給出的驅(qū)動脈沖,取決于信號電荷的量,在每一個光電轉(zhuǎn)換兀件中積聚的信號電荷 作為電壓信號(圖像信號)被順序地從圖像拾取元件12讀出。將被從圖像拾取元件12讀出 的圖像信號是對應(yīng)于圖像拾取元件12的濾色器陣列的圖像信號R、G和B。[0059]通過圖像輸入控制器19的控制，從圖像拾取元件12輸出的數(shù)字圖像信號被暫時 地存儲在存儲器20中。對于暫時存儲的數(shù)字圖像信號，圖像信號處理電路22執(zhí)行各種數(shù)字 信號處理，諸如白平衡校正、伽馬校正、產(chǎn)生亮度信號和色差信號、輪廓校正，和顏色校正。 在壓縮處理電路24進(jìn)行符合于JPEG標(biāo)準(zhǔn)等的壓縮處理之后，對其執(zhí)行這種數(shù)字信號處理 的圖像信號被介質(zhì)控制器26記錄在諸如存儲器卡的記錄介質(zhì)27中。[0060]圖像拾取設(shè)備100包括:校正系數(shù)存儲單元40，用于存儲用于校正圖像拾取元件 12的每一個像素的信號值的校正系數(shù)；靈敏度校正單元42，用于使用存儲在校正系數(shù)存儲 單元40中的校正系數(shù)執(zhí)行靈敏度校正；顏色混合校正單元44，用于使用存儲在校正系數(shù)存 儲單元40中的校正系數(shù)執(zhí)行顏色混合校正；和CPU50，用于控制圖像拾取設(shè)備100的每一 個單元。校正系數(shù)存儲單元40例如由非易失存儲器構(gòu)成。靈敏度校正單元42和顏色混合 校正單元44中的每一個例如由算術(shù)電路構(gòu)成。可以在CPU50中包括靈敏度校正單元42和 顏色混合校正單元44。[0061]校正系數(shù)存儲單元40存儲分別對應(yīng)于圖像拾取元件12的多個濾色器64的顏色 的多個第一校正系數(shù)，和分別對應(yīng)于像素62對于圖像拾取元件12的共享放大器66的位置 的多個相對位置的多個第二校正系數(shù)。在該實施例中，校正系數(shù)存儲單元40由非易失存儲 器構(gòu)成。作為該多個第一校正系數(shù)，根據(jù)該實施例的校正系數(shù)存儲單元40存儲與圖像拾取 元件12的濾色器64的、在譜特性方面相互不同的類型一樣多的第一校正系數(shù)。進(jìn)而，作為 多個第二校正系數(shù)，根據(jù)該實施例的校正系數(shù)存儲單元40存儲與在圖像拾取元件I的共享 結(jié)構(gòu)圖案CP的一個單元中存在的像素一樣多的第二校正系數(shù)。[0062]CPU50控制靈敏度校正單元42和顏色混合校正單元44，并且由此控制從圖像拾取 元件12的每一個像素輸出的信號值的校正。[0063][根據(jù)本發(fā)明的信號值校正的原理][0064]接著，描述根據(jù)本發(fā)明的信號值校正的原理。[0065]當(dāng)針對圖像拾取元件12的多個像素62中的每一個并且校正每一個感興趣的像素 的信號值時，靈敏度校正單元42和顏色混合校正單元44從存儲在校正系數(shù)存儲單元40中 的多個第一校正系數(shù)選擇對應(yīng)于在感興趣的像素上的濾色器64的顏色的第一校正系數(shù)， 從存儲在校正系數(shù)存儲單元40中的多個第二校正系數(shù)選擇對應(yīng)于感興趣的像素對于共享 放大器66的相對位置的第二校正系數(shù)，并且關(guān)于感興趣的像素的信號值利用選擇的第一 校正系數(shù)和選擇的第二校正系數(shù)執(zhí)行計算。因此，利用必要的最小數(shù)目的校正系數(shù)，能夠快 速地并且準(zhǔn)確地校正由用于圖像拾取元件12的濾色器64的顏色陣列引起的信號值的變化 和由其中多像素共享放大器66的結(jié)構(gòu)引起的信號值的變化。[0066]作為信號值校正的第一步驟，靈敏度校正單元42關(guān)于感興趣的像素的信號值利 用用于靈敏度比率校正系數(shù)的第一和第二校正系數(shù)執(zhí)行計算。作為信號值校正的第二步 驟，關(guān)于靈敏度校正單元42的計算結(jié)果，顏色混合校正單元44利用用于顏色混合校正系數(shù) 的第一和第二校正系數(shù)執(zhí)行計算。因此，能夠比傳統(tǒng)圖像拾取設(shè)備更加準(zhǔn)確地校正像素的 信號值。作為信號值校正的第一步驟，顏色混合校正單元44可以關(guān)于感興趣的像素的信號 值利用用于顏色混合校正系數(shù)的第一和第二校正系數(shù)執(zhí)行計算，并且然后作為信號值校正 的第二步驟，靈敏度校正單元42可以關(guān)于顏色混合校正單元44的計算結(jié)果利用用于靈敏 度比率校正系數(shù)的第一和第二校正系數(shù)執(zhí)行計算。[0067][根據(jù)第一實施例的示例性信號值校正][0068]圖4是示出根據(jù)第一實施例的示例性靈敏度比率校正處理的流程的流程圖。根據(jù) 處于圖1中的CPU50控制下的程序執(zhí)行該處理。CPU50針對圖像拾取元件12的多個像素中 的每一個并且利用靈敏度校正單元42校正在像素之間的靈敏度比率。[0069]首先，CPU50確定感興趣的像素是否處于校正覆蓋范圍內(nèi)(步驟S2)。校正覆蓋范 圍例如是有效像素區(qū)域，這并非限制性的。在處于校正覆蓋范圍內(nèi)的情形中，執(zhí)行步驟S4 至 S12。[0070]CPU50獲取感興趣的像素的顏色信息(步驟S4)。在該實施例中，圖像拾取元件12 包括帶有三個顏色R、G和B的濾色器，并且CPU50獲取有關(guān)R、G和B的濾色器中的哪一個 處于感興趣的像素上的信息。每一個像素的顏色信息例如被存儲在存儲器20中，并且從那 里獲取顏色信息。[0071]從存儲在校正系數(shù)存儲單元40中的多個第一靈敏度比率校正系數(shù)A_r、A_g和A_b，靈敏度校正單元42選擇與在感興趣的像素上的濾色器的顏色相對應(yīng)的校正系數(shù)，并且 將其設(shè)定為A_center (步驟S6)。這里，A_r、A_g和A_b是對應(yīng)于濾色器的顏色的校正系 數(shù)，并且在該實施例中是分別對應(yīng)于R、G和B的校正系數(shù)。即，在存儲在校正系數(shù)存儲單元 40中的A_r、A_g和A_b中，從校正系數(shù)存儲單元40獲取用于對應(yīng)于感興趣的像素的濾色 器的顏色的校正系數(shù)。
[0072]接著，對于感興趣的像素，CPU50獲取對于共享放大器66的位置的相對位置信息 (步驟S8)。在該實施例中，單一共享放大器66由2X2四個像素(左上、右上、左下和右下) 共享，并且CPU50獲取有關(guān)左上、右上、左下和右下中的哪一個位置是感興趣的像素相對于 共享放大器66的位置的信息。例如，相對位置信息作為有關(guān)像素對于共享放大器66的相 對位置的信息被存儲在校正系數(shù)存儲單元40中。
[0073]從存儲在校正系數(shù)存儲單元40中的第二靈敏度比率校正系數(shù)8_111、B_ur、B_ll 和B_lr，靈敏度校正單元42選擇與感興趣的像素對于共享放大器66的相對位置相對應(yīng)的 一個，并且將其設(shè)定為[center (步驟S10)。這里，作為與感興趣的像素對于共享放大器 66的相對位置相對應(yīng)的校正系數(shù)的B_ul、B_ur、B_ll和B_lr是在相對于對應(yīng)共享放大器 66，感興趣的像素分別是左上像素、右上像素、左下像素和右下像素的情形中的靈敏度比率 校正系數(shù)。
[0074]接著，靈敏度校正單元42執(zhí)行靈敏度比率校正(步驟S12)。在該實施例中，執(zhí)行以 下公式。
[0075]X’ =X*A—center*B—center
[0076]這里，X代表在靈敏度比率校正之前每一個像素的信號值，X’代表在靈敏度比率 校正之后每一個像素的信號值，并且代表乘法。即，靈敏度校正單元42將感興趣的像 素的信號值乘以對應(yīng)于濾色器的顏色的第一靈敏度比率校正系和對應(yīng)于對于 共享放大器66的位置的相對位置的第二靈敏度比率校正系數(shù)B_center。
[0077]在執(zhí)行步驟S4至S12之后，CPU50確定感興趣的像素是否是在校正覆蓋范圍中的 最后像素(步驟S14)。該處理在不是最后像素的情形中返回步驟S2，并且在是最后像素的 情形中結(jié)束。
[0078]在感興趣的像素不處于校正覆蓋范圍內(nèi)的情形中(在步驟S2中，否)，CPU50將下 一個像素設(shè)定為感興趣的像素(步驟S16)。
[0079]圖5是示出根據(jù)第一實施例的示例性顏色混合校正處理的流程的流程圖。根據(jù)處 于在圖1中的CPU50的控制下的程序執(zhí)行該處理。CPU50針對圖像拾取元件12的多個像素 中的每一個，并且利用顏色混合校正單元44校正在與每一個感興趣的像素相鄰的像素上 的濾色器的顏色混合。
[0080]首先，CPU50確定感興趣的像素是否處于校正覆蓋范圍內(nèi)(步驟S22)。在處于校正 覆蓋范圍內(nèi)的情形中，CPU50執(zhí)行步驟S24至S34。
[0081]CPU50獲取與感興趣的像素向上相鄰的像素(上像素)的顏色信息(步驟S24)。8口， CPU50獲取有關(guān)R、G和B的濾色器中的哪一個處于上像素上的信息。每一個像素的顏色信 息被存儲在例如存儲器20中，并且CPU50從那里獲取顏色信息。
[0082]從存儲在校正系數(shù)存儲單元40中的多個第一顏色混合校正系數(shù)C_r、C_g和C_b， 顏色混合校正單元44選擇與處于上像素上的濾色器的顏色相對應(yīng)的校正系數(shù)，并且將其設(shè)定為C_up (步驟S26)。這里，C_r、C_g和C_b是對應(yīng)于濾色器的顏色的校正系數(shù)，并且在該實施例中分別是對應(yīng)于R、G和B的校正系數(shù)。即，顏色混合校正單元44從校正系數(shù)存儲單元40獲取在存儲在校正系數(shù)存儲單元40中的C_r、C_g和C_b中用于對應(yīng)于上像素的濾色器的顏色的校正系數(shù)。
[0083]接著，對于與感興趣的像素向上相鄰的像素(上像素)，顏色混合校正單元44獲取對于共享放大器66的位置的相對位置信息(步驟S28)。在該實施例中，顏色混合校正單元 44獲取有關(guān)左上、右上、左下和右下中的哪一個位置是上像素相對于共享放大器66的位置的信息。
[0084]接著，從存儲在校正系數(shù)存儲單元40中的第二顏色混合校正系數(shù)D_ul、D_ur、D_ 11和D_lr，CPU50選擇與上像素對于共享放大器66的相對位置(左上、右上、左下或者右下) 相對應(yīng)的校正系數(shù)，并且將其設(shè)定為D_up (步驟S30)。這里，D_ul、D_ur、D_ll和D_lr是與上像素到由上像素和其它像素共享的共享放大器66 (在某些情形中，這個共享放大器66 不同于用于感興趣的像素的共享放大器66)的相對位置相對應(yīng)的校正系數(shù)，并且分別是在上像素是相對于用于上像素的共享放大器66的左上像素、右上像素、左下像素和右下像素的情形中的顏色混合校正系數(shù)。
[0085]類似于用于上像素的C_up和D_up，CPU50選擇用于關(guān)于感興趣的像素的下像素 (向下相鄰像素)、左像素(向左相鄰像素)和右像素(向右相鄰像素)的顏色混合校正系數(shù)(步驟 S32)。
[0086]CPU50將與下像素的顏色相對應(yīng)的校正系數(shù)設(shè)定為C_down，將與下像素對于共享放大器66的相對位置相對應(yīng)的校正系數(shù)設(shè)定為D_down，將與左像素的顏色相對應(yīng)的校正系數(shù)設(shè)定為C_left，將與左像素對于共享放大器66的相對位置相對應(yīng)的校正系數(shù)設(shè)定為 D_left，將與右像素的顏色相對應(yīng)的校正系數(shù)設(shè)定SC_right，并且將與下像素對于共享放大器66的相對位置相對應(yīng)的校正系數(shù)設(shè)定為D_right。
[0087]接著，顏色混合校正單元44執(zhí)行顏色校正(步驟S34)。在該實施例中，執(zhí)行以下公式。
[0088]X’ ’ =X’ -X—up*C—up*D—up_X—down*C`—down*D—down-X—left*C—left*D—left-X— right^G—right^D—right
[0089]這里，X’代表在靈敏度比率校正之后感興趣的像素(目標(biāo)像素)的信號值，X_up代表上像素的信號值，X_left代表左像素的信號值，X_right代表右像素的信號值，X’ ’代表在顏色混合校正之后感興趣的像素(目標(biāo)像素)的信號值，并且代表乘法。
[0090]即，顏色混合校正單元44從在靈敏度比率校正之后的目標(biāo)像素信號值X’減去通過將上像素信號值X_up乘以顏色混合校正系數(shù)C_up和D_up給出的乘積、通過將下像素信號值X_down乘以顏色混合校正系數(shù)C_down和D_down給出的乘積、通過將左像素信號值 X_left乘以顏色混合校正系數(shù)C_left和D_left給出的乘積，和通過將右像素信號值X_ right乘以顏色混合校正系數(shù)C_right和D_right給出的乘積。由此，顏色混合校正單元 44從目標(biāo)像素的信號值移除了顏色混合分量。
[0091]在執(zhí)行步驟S14至S34之后，CPU50確定感興趣的像素是否是在校正覆蓋范圍中的最后像素(步驟S36)。該處理在不是最后像素的情形中返回步驟S22，并且在是最后像素的情形中結(jié)束。[0092]在感興趣的像素不處于校正覆蓋范圍內(nèi)的情形中(在步驟S22中，否)，CPU50將下 一個像素設(shè)定為感興趣的像素(步驟S38)。
[0093]參考圖4和5，已經(jīng)作為一個示例描述了在靈敏度比率校正之后執(zhí)行顏色混合校 正的情形。然而，本發(fā)明不特別地限制于這種情形，并且可以在顏色混合校正之后執(zhí)行靈敏 度比率校正。
[0094]<第二實施例>
[0095]圖6是示出根據(jù)第二實施例的示例性圖像拾取元件12的一部分的概略圖。在根 據(jù)該實施例的圖像拾取元件12中，在濾色器的基本陣列圖案BP (Bayer陣列)中的陣列數(shù) 目是2X2，并且在用于共享放大器66的共享結(jié)構(gòu)圖案CP中的陣列數(shù)目是3X3。因此，作 為在濾色器的基本陣列圖案BP中的陣列數(shù)目(3X3)和在共享結(jié)構(gòu)圖案CP中的陣列數(shù)目 (2X2)的最小公倍數(shù)的陣列數(shù)目是6X6。在圖中，附圖標(biāo)記EP用于6X6擴(kuò)展圖案。在擴(kuò) 展圖案EP中，濾色器的顏色和對于共享放大器66的相對位置的組合的數(shù)目是36，并且如果 不應(yīng)用本發(fā)明，則需要管理36種類型的校正系數(shù)。
[0096]能夠類似于圖4所示過程執(zhí)行靈敏度比率校正。能夠類似于圖5所示過程執(zhí)行顏 色混合校正。
[0097]在本發(fā)明中，與濾色器的顏色相對應(yīng)的校正系數(shù)和與像素對于共享放大器66的 相對位置相對應(yīng)的校正系數(shù)被存儲在校正系數(shù)存儲單元40中，并且關(guān)于每一個像素的信 號值執(zhí)行利用這些校正系數(shù)的計算。即，因為濾色器的顏色存在3種類型(R、G和B)并且 對于共享放大器66的相對位置存在9種類型(左上、頂部、右上、左、中心、右、左下、底部和 右下)，所以當(dāng)僅僅執(zhí)行靈敏度比率校正時，將預(yù)先存儲的校正系數(shù)存在僅12 (=3+9)種類 型。即使當(dāng)類似于第一實施例執(zhí)行靈敏度比率校正和顏色混合校正這兩者時，校正系數(shù)也 僅存在小的類型數(shù)目。
[0098]<第三實施例>
[0099]圖1是示出根據(jù)第三實施例的示例性圖像拾取設(shè)備的框圖。圖像拾取設(shè)備100包 括靈敏度校正系數(shù)計算單元46，用于計算用來校正由放大器共享結(jié)構(gòu)引起的靈敏度差異的 靈敏度校正系數(shù)。其它構(gòu)成元件與圖1所示第一實施例中的構(gòu)成元件相同，并且省略了其 說明。
[0100]根據(jù)該實施例的靈敏度校正系數(shù)計算單元46通過對于共享放大器66的位置的每 一個相對位置遍及多個共享結(jié)構(gòu)圖案計算多個相同顏色像素的信號值的平均值，并且在相 互不同的相對位置之間比較計算的平均值，來計算用于校正由放大器共享結(jié)構(gòu)引起的靈敏 度差異的靈敏度比率校正系數(shù)(第二靈敏度比率校正系數(shù))。
[0101]圖8是示出根據(jù)第三實施例的示例性圖像拾取元件12的一部分的概略圖，并且示 出通過對于共享放大器66的相對位置分組多個G像素的方式。在圖中，位于共享放大器66 的左上處的像素Kl被分組成A組(左上像素組)、位于右上處的像素K2被分組成B組(右上 像素組)、位于左下處的像素K3被分組成C組(左下像素組)，并且位于右下處的像素K4被 分組成D組(右下像素組)。
[0102]圖9是示出根據(jù)第三實施例的示例性校正處理的流程的流程圖。根據(jù)處于在圖1 中的CPU50的控制下的程序執(zhí)行該處理。
[0103]首先，CPU50指定第一區(qū)域(步驟S40)。[0104]靈敏度校正系數(shù)計算單元46對于在指定區(qū)域中A組(左上像素組)、B組(右上像 素組)、C組(左下像素組)和D組(右下像素組)中的每一個像素組求G (綠色)像素的信號 值的平均，并且分別將它們設(shè)定為A_ave、B_ave、C_ave和D_ave (步驟S42)。
[0105]接著，靈敏度校正系數(shù)計算單元46計算用于校正由B、C和D組的放大器共享結(jié) 構(gòu)引起的靈敏度比率的校正系數(shù)A_ave/B_ave、A_ave/C_ave和A_ave/D_ave (步驟S44)。 SP，在該實施例中，靈敏度校正系數(shù)計算單元46將在A組(左上像素組)中的信號值的平均 值定義為標(biāo)準(zhǔn)靈敏度，并且計算在組之間的靈敏度比率的倒數(shù)作為校正系數(shù)。
[0106]接著，CPU50確定指定區(qū)域是否是最后區(qū)域(步驟S46)，并且，在不是最后區(qū)域的 情形中(在步驟S46中，否)，將下一個區(qū)域設(shè)定為指定區(qū)域以重復(fù)步驟S42至S44 (步驟 S48)。
[0107]在確定在所有的指定區(qū)域中的靈敏度比率校正系數(shù)之后，CPU50執(zhí)行靈敏度比率 校正(步驟S50)。這個靈敏度比率校正與已經(jīng)先前參考圖4描述的根據(jù)第一實施例的處理 相同，并且這里省略其說明。圖5所示根據(jù)第一實施例的顏色混合校正可以被一起地執(zhí)行。
[0108]雖然在以上說明中基于G (綠色)像素的信號值確定靈敏度比率校正系數(shù)，但是可 以基于帶有另一種顏色諸如R (紅色)的像素的信號值確定靈敏度比率校正系數(shù)。
[0109]根據(jù)該實施例，能夠從用于校正由濾色器引起的靈敏度的變化的校正系數(shù)(顏色 混合)分開地計算用于校正由放大器共享結(jié)構(gòu)引起的靈敏度的變化的校正系數(shù)(放大器共 享靈敏度比率校正系數(shù))。
[0110]進(jìn)而，能夠從拍攝的圖像確定由放大器共享引起的靈敏度比率校正系數(shù)。這允許 不再需要預(yù)先準(zhǔn)備校正表格以及對于由變焦操作、鏡頭更換等導(dǎo)致的光學(xué)條件的改變作出 調(diào)整。
[0111]〈第四實施例〉
[0112]圖10是示出根據(jù)第四實施例的示例性圖像拾取元件的主要部分的概略圖。在根 據(jù)該實施例的圖像拾取元件12中，放大器共享結(jié)構(gòu)是2 X 2陣列，并且濾色器的基本陣列是 3X3陣列。在圖中，附圖標(biāo)記“R”標(biāo)記紅色濾色器和像素，附圖標(biāo)記“G”標(biāo)記綠色濾色器 和像素，附圖標(biāo)記“B”標(biāo)記藍(lán)色濾色器和像素，并且附圖標(biāo)記“W”標(biāo)記白色濾色器和像素。 即，根據(jù)該實施例的圖像拾取元件12包括白色像素。帶有白色像素的圖像拾取元件12w能 夠呈現(xiàn)比不帶白色像素的圖像拾取元件12更高的靈敏度，并且因此具有亮度噪聲降低的 效果。
[0113]在該實施例中，因為共享放大器66的共享結(jié)構(gòu)圖案由2X2像素構(gòu)造，所以對于共 享放大器66的相對位置存在四種類型。
[0114]圖11是包括在圖10中的圖像拾取元件12的示例性圖像拾取設(shè)備100的框圖。圖 像拾取設(shè)備100類似于在圖7中的圖像拾取設(shè)備100包括靈敏度校正系數(shù)計算單元46，但 是不同于圖7所示根據(jù)第三實施例的圖像拾取設(shè)備100之處在于，靈敏度校正系數(shù)計算單 元46在其中包括白色像素信號值獲取部46w，用于從存儲在存儲器20中的拾取圖像獲取白 色像素的信號值。以下，僅僅描述與第三實施例的差異。
[0115]圖12是示出根據(jù)第四實施例的示例性校正處理的流程的流程圖。根據(jù)處于在圖 11中的CPU50控制下的程序執(zhí)行該處理。
[0116]首先，CPU50指定第一區(qū)域(步驟S60)。[0117]接著，靈敏度校正系數(shù)計算單元46從存儲在存儲器20中的拾取圖像獲取白色像 素的信號值，并且對于在指定區(qū)域中的A至D組(四個組)的每一個像素組求W (白色)像素 的信號值的平均，并且分別將它們設(shè)定為A_ave、B_ave、C_ave和D_ave (步驟S62)。A至D 組分別是左上像素組、右上像素組、左下像素組和右下像素組。
[0118]接著，靈敏度校正系數(shù)計算單元46計算用于由B至D組的放大器共享結(jié)構(gòu)引起的 靈敏度比率的校正系數(shù) A_ave/B_ave、A_ave/C_ave 和 A_ave/D_ave (步驟 S64)。
[0119]接著，CPU50確定指定區(qū)域是否是在校正覆蓋范圍中的最后區(qū)域(步驟S66)，并 且，在不是最后區(qū)域的情形中(在步驟S66中，否)，將下一個區(qū)域設(shè)定為指定區(qū)域以重復(fù)步 驟S62至S64 (步驟S68)。
[0120]在確定在所有的指定區(qū)域中的靈敏度比率校正系數(shù)之后，CPU50執(zhí)行靈敏度比率 校正(步驟S70)。這個靈敏度比率校正與已經(jīng)先前參考圖4描述的根據(jù)第一實施例的處理 相同，并且這里省略其說明?？梢砸黄饒?zhí)行根據(jù)圖5所示的第一實施例的顏色混合校正。
[0121]白色像素能夠被視為基本等價于未在其上設(shè)置濾色器的像素，并且產(chǎn)生僅僅由放 大器共享結(jié)構(gòu)引起的靈敏度比率。因此，能夠準(zhǔn)確地分離由濾色器弓I起的靈敏度比率和由 放大器共享結(jié)構(gòu)引起的靈敏度比率。另外，因為白色像素具有比在其上設(shè)置濾色器的像素 更高的靈敏度，所以易于確保校正系數(shù)的準(zhǔn)確度。
[0122]在本發(fā)明中，“白色濾色器”不被特別地限制于濾色器呈現(xiàn)白色顏色的情形和未設(shè) 置濾色器的情形(無濾色器的情形)。“白色濾色器”的示例包括無彩色濾色器。“白色濾色 器”可以是相對于可見光(例如，具有80%或者更大的透射率)大致透明的濾色器。
[0123]雖然已經(jīng)在以上示例中描述了白色像素被用作顏色像素中的一個的情形，但是可 以通過稀疏(thinning)來減小白色像素的數(shù)目。在該情形中，能夠縮短計算時間。
[0124]〈共享結(jié)構(gòu)圖案的變化〉
[0125]在以上第一至第四實施例中，如在圖3、圖6等中所示，已經(jīng)作為一個示例描述了 其中重復(fù)布置相同類型的共享結(jié)構(gòu)圖案CP的圖像拾取元件12。然而，本發(fā)明不限于這種 情形。容許其中像素布置圖案不同的多個類型的共享結(jié)構(gòu)圖案被重復(fù)布置的圖像拾取元件 12。
[0126]圖13示出其中像素布置圖案不同的多個類型(多個集合)的共享結(jié)構(gòu)圖案CPl和 CP2被重復(fù)布置的示例性圖像拾取元件12的一部分。在圖13中，和“G”指示濾 色器的顏色分別是紅色、藍(lán)色和綠色。第一共享結(jié)構(gòu)圖案CPl包括左上像素R11、左中像素 G12、左下像素R13和右上像素G21。第二共享結(jié)構(gòu)圖案CP2包括左上像素B22、左中像素 G23、左下像素B24和右下像素G34。然后，像素布置圖案不同的兩種類型的共享結(jié)構(gòu)圖案 CPl和CP2被在水平方向X和豎直方向y上重復(fù)布置。
[0127]靈敏度校正單元42和顏色混合校正單元44對于該多種類型的共享結(jié)構(gòu)圖案CPl 和CP2中的每一種取決于像素62對于共享放大器66的相對位置執(zhí)行信號值的校正。
[0128]在本發(fā)明中，不同的共享結(jié)構(gòu)圖案的類型的數(shù)目不限于兩個集合。
[0129][濾色器陣列的各種示例]
[0130]以下，詳細(xì)描述濾色器陣列的各種示例。
[0131](濾色器陣列的第一示例)
[0132]在圖14中示出根據(jù)第一示例的濾色器陣列。[0133]圖14示出設(shè)置在圖像拾取元件12中的濾色器64的陣列(在下文中，被稱作“濾色 器陣列”)的一個示例。在每一個像素上，布置紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)這三種類型的 原色濾色器中的任何一個。
[0134]這里，包括光電轉(zhuǎn)換元件的像素62被濾色器64隱藏并且放大器66也被濾色器64 隱藏，從而實際上不能看到放大器66，但是在圖14中，放大器66被透視地繪出以便區(qū)別關(guān) 于放大器66的共享結(jié)構(gòu)。
[0135]圖14所示濾色器陣列具有以下第一至第三特征。
[0136](第一特征)在圖14所示濾色器陣列中，其中三種顏色類型(R、G和B)的濾色器64 以正方形陣列(在該示例中，水平六個濾色器和豎直六個濾色器)混合布置的基本陣列圖案 BP (由粗邊界框示出的圖案)在水平方向X和豎直方向y上重復(fù)布置。S卩，在這個濾色器陣 列中，R、G和B的每一個濾色器(R濾色器、G濾色器和B濾色器)被以預(yù)定周期布置。
[0137]因此，R濾色器、G濾色器和B濾色器被以預(yù)定周期布置，并且因此，當(dāng)執(zhí)行從圖像 拾取元件讀出的R、G和B信號的同步(插值)處理(所謂的去馬賽克處理)時，能夠根據(jù)重復(fù) 圖案執(zhí)行該處理。
[0138](第二特征)與由共享放大器66和2X 2像素構(gòu)成的共享結(jié)構(gòu)CP的布置周期(2X2) 相比較，基本陣列圖案BP的布置周期(6X6)在水平方向X和豎直方向y上都是三重的。基 本陣列圖案BP在其中包括至少一個同色正方形陣列圖案GP，同色正方形陣列圖案GP由分 別對應(yīng)于放大器共享結(jié)構(gòu)(共享正方形陣列圖案)中的2X2像素并且具有相同顏色的2X2 濾色器64構(gòu)成。即，基本陣列圖案BP在其中包括其位置在水平方向X和豎直方向y上都 與放大器共享結(jié)構(gòu)中的2X2像素的位置一致的2X2濾色器(在同色正方形陣列圖案中的 CP濾色器)。
[0139]因此，基本陣列圖案BP在其中包括同色正方形陣列圖案GP中的濾色器，其位置在 水平方向X和豎直方向y上都與共享結(jié)構(gòu)中的2X2像素的位置一致，并且因此，能夠容易 基于對應(yīng)于同色正方形陣列圖案GP的2 X 2像素的信號值檢測由放大器共享結(jié)構(gòu)引起的靈
敏度差異。
[0140]將描述第三特征。在圖14中，如果關(guān)注基本陣列圖案BP中的多種顏色(R、G和B) 中的每一種，則對于每一種顏色，一個或者多個濾色器在基本陣列圖案BP中被在水平方向 X和豎直方向y上布置在每一行上。例如，關(guān)于“G”濾色器(在下文中,僅僅被稱作“G”), 一 個或者多個濾色器在基本陣列圖案BP中被布置在水平方向上x=0至5的每一行上和豎直 方向上y=0至5的每一行上。類似地，關(guān)于“R”濾色器(在下文中，僅僅被稱作“R”)，一個或 者多個濾色器在基本陣列圖案BP中被布置在水平上方向x=0至5的每一行上和豎直方向 上y=0至5的每一行上。類似地，關(guān)于“B”濾色器(在下文中，僅僅被稱作“B”)，一個或者多 個濾色器在基本陣列圖案BP中被布置在水平方向上x=0至5的每一行上和豎直上方向上 Y=O到5的每一行上。通過這個特征，能夠抑制顏色云紋(假彩色)。
[0141]將描述第四特征。在圖14中，在多個濾色器中，如果關(guān)注多種顏色(R、G和B)中 的每一種，則存在這樣的行，即，帶有相同顏色的濾色器在水平方向X和豎直方向y上都以 兩種或者更多類型的布置間隔布置在同一行上。例如，如果關(guān)注y=0的水平行(在圖中最高 的水平行)上的“G”，則在坐標(biāo)(0，0)處的“G”和坐標(biāo)(2，0)處的“G”之間的間隔是兩個像 素，并且在坐標(biāo)(2，0 )處的“G”和坐標(biāo)(3，0 )處的“G”之間的間隔是一個像素。對于y=2、3和5的水平行同樣如此。如果關(guān)注在y=l的水平行(圖中的第二頂部水平行)上的“B”， 則在坐標(biāo)(O，I)處的“B”和坐標(biāo)(2，I)處的“B”之間的間隔是兩個像素，并且在坐標(biāo)(2，I) 處的“B”和坐標(biāo)(6，I)處的“B”之間的間隔是四個像素。如果關(guān)注在y=l的同一水平行上 的“R”，則在坐標(biāo)(3，I)處的“R”和坐標(biāo)(5，I)處的“R”之間的間隔是兩個像素，并且在坐 標(biāo)(5，I)處的“R”和坐標(biāo)(9，I)處的“R”之間的間隔是四個像素。對于y=4的水平行同樣 如此。而且，如果關(guān)注在豎直行上的每一種顏色，也同樣如此。這種行至少以不大于基本陣 列圖案BP的重復(fù)周期(在水平方向X上六個像素，在豎直方向上六個像素)的間隔在水平方 向X和豎直方向y上都存在。通過這個特征，能夠以周期的圖案抑制幾何噪聲的發(fā)生。
[0142]將描述第五特征。在基本陣列圖案BP中，對應(yīng)于亮度像素的G濾色器被如此布置， 使得在水平方向、豎直方向和對角方向(NE和NW)中的每一個方向上包括一部分，該部分包 括兩個或者更多相繼的G濾色器。
[0143]因為對應(yīng)于亮度像素的G濾色器在水平、豎直和對角(NE和NW)方向上布置在濾 色器陣列的行上，所以能夠在不取決于高頻發(fā)生的方向的情況下增強在高頻區(qū)域中同步處 理(去馬賽克處理)的再現(xiàn)準(zhǔn)確度。
[0144]將描述第六特征。在圖14中，當(dāng)在鄰近于第一同色濾色器(在相對于放大器66的 左上處的“G”)的多個濾色器(從12點鐘方向順時針，BRGGGBRG)、鄰近于第二同色濾色器 (在相對于放大器66的右上處的“G”)的多個濾色器(從3點鐘方向順時針，BRGGGBRG)、鄰 近于第三同色濾色器(在相對于放大器66的左下處的“G”)的多個濾色器(從6點鐘方向順 時針，BRGGGBRG)，和鄰近于第四同色濾色器(在相對于放大器66的右下處的“G”)的多個濾 色器(從9點鐘方向順時針，BRGGGBRG)之中，將構(gòu)成同色正方形陣列圖案GP的每一個濾色 器64定義為第k個同色濾色器(k代表指定相對于放大器66的位置的、從I到4的整數(shù)) 時，對于每一種顏色(兩個R、四個G和兩個B)的顏色組合(RGB)和數(shù)目是公共的。在該示 例中，無論關(guān)注哪一個同色濾色器，相鄰濾色器在相同的同色正方形陣列圖案中都按照順 時針次序:BRGGGBRG來布置。即，任何同色濾色器均被在公共顏色陣列中布置的濾色器所 包圍。
[0145]圖15示出與圖14所示基本陣列圖案BP被分隔成3X3像素的四個集合的狀態(tài)有 關(guān)的圖。如在圖15中所示，基本陣列圖案BP能夠被視為其中被實線框包圍的3X3像素的 A陣列，和被虛線框包圍的3 X 3像素的B陣列在水平方向和豎直方向上交替布置的陣列。 在A陣列和B陣列中的每一個中，作為亮度像素的G濾色器被布置在四個角部處、中心處和 兩條對角線上。在A陣列中，越過中心處的G濾色器，B濾色器在水平方向上排列并且R濾 色器在豎直方向上排列。在另一方面，在B陣列中，越過中心處的G濾色器，R濾色器在水 平方向上排列并且B濾色器在豎直方向上排列。即，在A陣列和B陣列中，在R濾色器和B 濾色器之間的位置關(guān)系顛倒，但是其它布置是共同的。
[0146]圖14所示基本陣列圖案BP關(guān)于基本陣列圖案的中心(在四個G濾色器中的中心) 是點對稱的。而且，如在圖15中所示，在基本陣列圖案中的A陣列和B陣列中的每一個關(guān) 于中心處的G濾色器是點對稱的，并且是上下和左右對稱的(線對稱的)。進(jìn)而，如在圖14 中所示，G濾色器在濾色器陣列中被布置在每一條對角線(NE和NW)上，并且因此，圖像拾取 元件12的濾色器陣列具有使得能夠進(jìn)一步增強在高頻區(qū)域中同步處理的再現(xiàn)準(zhǔn)確度的特 征。[0147](濾色器陣列的第二示例)
[0148]圖16示出圖像拾取元件的濾色器陣列的第二示例。
[0149]如在圖16中所示，這個濾色器陣列包括是7X7像素的正方形陣列圖案(由粗邊界 框示出的圖案)的基本陣列圖案BP，并且這個基本陣列圖案BP在水平方向和豎直方向上重 復(fù)布置。即，在這個濾色器陣列中，類似于根據(jù)圖14所示第一示例的濾色器陣列，R、G和B 中的每一個濾色器(R濾色器、G濾色器和B濾色器)以預(yù)定的周期布置(第一特征)。
[0150]基本陣列圖案BP在其中包括其位置在水平方向X和豎直方向y上與放大器共享 結(jié)構(gòu)中的2X2像素的位置一致的2X2濾色器(同色正方形陣列圖案GP中的濾色器)(第 二特征)。
[0151]然而，在根據(jù)該示例的基本陣列圖案BP中，奇數(shù)個濾色器在水平方向X和豎直方 向y上這兩者布置。由此，2 X 2G的同色圖案被如此布置，使得在水平方向X和豎直方向y 上，位置彼此偏離了奇數(shù)個像素(在該示例中，一個像素)。
[0152]2X2同色圖案中的四個像素可以被布置成在水平方向X和豎直方向y上都偏離。 即，2X2同色圖案中的四個像素僅需要被布置為使得它們處于(211，2111)、(211+1，2111)、(211， 2m+l)和(2n+l，lm+l)這四個類型的位置。換言之，2X2的四個同色濾色器僅需要相對于 放大器66處于四個不同的位置處。
[0153]因此，多個同色正方形陣列圖案GP被布置成彼此偏離了奇數(shù)個像素，并且因此， 能夠提供基本陣列圖案BP，其每一個必要包括與其中共享放大器66的共享結(jié)構(gòu)圖案(在圖 2中CP)匹配的一個或者多個同色正方形陣列圖案GP。通過測量同色正方形陣列圖案GP 中的每一個像素的信號值，能夠充分地測量并且校正由像素相對于放大器66的位置引起 的特性的變化。
[0154]在以上示例中，已經(jīng)描述了帶有原色RGB的三種顏色類型的濾色器，或者RGBW的 四種顏色類型的濾色器的圖像拾取元件。然而，本發(fā)明不限于此，并且能夠被應(yīng)用于帶有具 有三原色RGB和另一種顏色(例如，翠綠色(E))的四種顏色類型的濾色器的圖像拾取元件。
[0155]另外，本發(fā)明能夠被應(yīng)用于帶有四種顏色類型的補色濾色器的圖像拾取元件，四 種顏色類型的互補濾色器具有青色(C)、洋紅色(M)和黃色(Y)以及G，青色(C)、洋紅色(M) 和黃色(Y)是對于原色RGB的補色。
[0156]至此，已經(jīng)作為一個示例描述了多像素僅僅共享放大器(放大元件)的情形。然而， 顯然本發(fā)明能夠被應(yīng)用于另一個電路元件的情形，如果該電路元件包括引起靈敏度差異的 共享結(jié)構(gòu)的話。在本發(fā)明中也理解在這種情形中的靈敏度校正。
[0157]僅僅在圖中示出了基本陣列圖案BP由6X6濾色器或者7X7濾色器構(gòu)成的情形。 然而，顯然還容許其它濾色器數(shù)目(8X8、9X9-)。進(jìn)而，基本陣列圖案中的濾色器陣列不 限于NXN正方形陣列，并且本發(fā)明能夠被應(yīng)用于帶有NXM陣列的基本陣列圖案。這里，鑒 于在拍攝運動圖像時便于諸如同步處理(去馬賽克處理)和稀疏處理的圖像處理，優(yōu)選的是 N和M是10或者更小。
[0158]本發(fā)明不限于在說明書中描述的示例和在圖中示出的示例，并且當(dāng)然可以在不偏 離本發(fā)明的精神的情況下實現(xiàn)各種設(shè)計修改和改進(jìn)。
[0159]附圖標(biāo)記列表
[0160]10...拍攝鏡頭[0161]12...圖像拾取元件
[0162]40...校正系數(shù)存儲單元
[0163]42...靈敏度校正單元
[0164]44.? ?顏色混合校正單元
[0165]46...靈敏度校正系數(shù)計算單元
[0166]50...CPU
[0167]62..?像素[0168]64...濾色器
[0169]66...放大器
[0170]100...圖像拾取設(shè)備
【權(quán)利要求】
1.一種圖像拾取設(shè)備，所述圖像拾取設(shè)備包括:圖像拾取元件，在所述圖像拾取元件中，多個濾色器被分別布置于在水平方向和豎直方向上二維排列的多個像素上，所述像素的每一個包括光電轉(zhuǎn)換元件；存儲裝置，所述存儲裝置存儲用于校正所述圖像拾取元件的所述像素的每一個的信號值的信息；和校正裝置，所述校正裝置使用存儲在所述存儲裝置中的所述信息來校正所述圖像拾取元件的所述像素的每一個的所述信號值，其中所述圖像拾取元件的所述多個像素以多像素為基礎(chǔ)共享特定電路元件；所述圖像拾取元件的所述多個濾色器被如此布置，使得基本陣列圖案在水平方向和豎直方向上重復(fù)，所述基本陣列圖案混合地包括三種或者更多顏色類型的所述濾色器并且具有與包括所述特定電路元件和所述多像素的共享結(jié)構(gòu)圖案的布置周期不同的布置周期；所述存儲裝置存儲多個第一校正系數(shù)和多個第二校正系數(shù)，所述多個第一校正系數(shù)分別與所述圖像拾取元件的所述多個濾色器的顏色相對應(yīng)，所述多個第二校正系數(shù)分別與所述像素到所述圖像拾取元件的所述特定電路元件的位置的多個相對位置相對應(yīng)；并且當(dāng)所述校正裝置針對所述圖像拾取元件的所述多個像素的每一個并且校正每一個感興趣的像素的信號值時，所述校正裝置從存儲在所述存儲裝置中的所述多個第一校正系數(shù)中選擇與在所述感興趣的像素上的所述濾色器的顏色相對應(yīng)的第一校正系數(shù)，從存儲在所述存儲裝置中的所述多個第二校正系數(shù)中選擇與所述感興趣的像素的所述相對位置相對應(yīng)的第二校正系數(shù)，并且關(guān)于所述感興趣的像素的所述信號值，利用選擇的第一校正系數(shù)和選擇的第二校正系數(shù)執(zhí)行計算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拾取設(shè)備，其中所述存儲裝置存儲用于校正在所述像素之間的靈敏度比率的靈敏度比率校正系數(shù)、和用于校正在鄰近于每一個像素的相鄰像素上的所述濾色器的顏色混合的顏色混合校正系數(shù)，所述靈敏度比率校正系數(shù)和所述顏色混合校正系數(shù)包括所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)，并且所述校正裝置關(guān)于所述感興趣的像素的所述信號值利用用于所述靈敏度比率校正系數(shù)和所述顏色混合校正系數(shù)中的一個的所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)執(zhí)行計算， 并且然后關(guān)于計算結(jié)果，利用用于所述靈敏度比率校正系數(shù)和所述顏色混合校正系數(shù)中的另一個的所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)執(zhí)行計算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的圖像拾取設(shè)備，其中，作為所述多個第一校正系數(shù)，所述存儲裝置存儲與所述圖像拾取元件的所述濾色器的類型一樣多的第一校正系數(shù)，在光譜特性方面，所述濾色器的類型是相互不同的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項所述的圖像拾取設(shè)備，其中，作為所述多個第二校正系數(shù)，所述存儲裝置存儲與在所述圖像拾取元件的所述共享結(jié)構(gòu)圖案的一個單元中存在的像素一樣多的第二校正系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項所述的圖像拾取設(shè)備，進(jìn)一步包括計算所述第二校正系數(shù)的校正系數(shù)計算裝置，所述校正系數(shù)計算裝置通過在具有對于所述特定電路元件的位置不同的相對位置的像素之間比較所述信號值來計算所述第二校正系數(shù)，其中所述存儲裝置存儲由所述校正系數(shù)計算裝置計算的所述第二校正系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像拾取設(shè)備，其中，在由所述圖像拾取元件產(chǎn)生的拾取圖像的整個或者一部分中，所述校正系數(shù)計算裝置通過對于所述特定電路`元件的位置的所述相對位置的每一個遍及多個所述共享結(jié)構(gòu)圖案計算多個相同顏色像素的所述信號值的平均值，并且在相互不同的所述相對位置之間比較所述平均值，來計算所述第二校正系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像拾取設(shè)備，其中所述圖像拾取元件包括所述基本陣列圖案的白色濾色器，并且所述校正系數(shù)計算裝置通過遍及多個所述基本陣列圖案對與所述白色濾色器相對應(yīng)的所述像素的所述信號值求平均，來計算所述第二校正系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項所述的圖像拾取設(shè)備，其中多個類型的所述共享結(jié)構(gòu)圖案在所述圖像拾取元件中重復(fù)布置，所述多個類型的共享結(jié)構(gòu)圖案在所述像素的布置圖案方面是相互不同的，并且所述校正裝置對于所述多個類型的共享結(jié)構(gòu)圖案中的每一個取決于所述像素對于所述特定電路元件的位置的所述相對位置來校正所述信號值。
9.一種信號值校正方法，用于校正圖像拾取元件的每一個像素的信號值，在所述圖像拾取元件中，多個濾色器被分別布置于在水平方向和豎直方向上二維排列的多個像素上， 所述像素的每一個包括光電轉(zhuǎn)換元件，其中所述圖像拾取元件的所述多個像素以多像素為基礎(chǔ)共享特定電路元件；所述圖像拾取元件的所述多個濾色器被如此布置，使得基本陣列圖案在水平方向和豎直方向上重復(fù)，所述基本陣列圖案混合地包括三種或者更多顏色類型的所述濾色器并且具有與包括所述特定電路元件和所述多像素的共享結(jié)構(gòu)圖案的布置周期不同的布置周期；并且所述方法包括，預(yù)先在存儲器件中存儲多個第一校正系數(shù)和多個第二校正系數(shù)，所述多個第一校正系數(shù)分別與所述圖像拾取元件的所述多個濾色器的顏色相對應(yīng)，所述多個第二校正系數(shù)分別與所述像素對于所述圖像拾取元件的所述特定電路元件的位置的多個相對位置相對應(yīng)；并且當(dāng)針對所述圖像拾取元件的所述多個像素的每一個并且校正每一個感興趣的像素的所述信號值時，從所述多個第一校正系數(shù)中選擇與在所述感興趣的像素上的所述濾色器的顏色相對應(yīng)的第一校正系數(shù)，從所述多個第二校正系數(shù)中選擇與所述感興趣的像素的所述相對位置相對應(yīng)的第二校正系數(shù)，并且關(guān)于所述感興趣的像素的所述信號值，利用選擇的第一校正系數(shù)和選擇的第二校正系數(shù)執(zhí)行計算。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的信號值校正方法，其中所述方法包括在所述存儲器件中存儲用于校正在所述像素之間的靈敏度比率的靈敏度比率校正系數(shù)、和用于校正在鄰近于每一個像素的相鄰像素上的所述濾色器的顏色混合的顏色混合校正系數(shù)，所述靈敏度比率校正系數(shù)和所述顏色混合校正系數(shù)包括所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)；和關(guān)于所述感興趣的像素的所述信號值，利用用于所述靈敏度比率校正系數(shù)和所述顏色混合校正系數(shù)中的一個的所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)執(zhí)行計算，并且然后關(guān)于計算結(jié)果，利用用于所述靈敏度比率校正系數(shù)和所述顏色混合校正系數(shù)中的另一個的所述第一校正系數(shù)和所述第二校正系數(shù)執(zhí)行計算。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或者10所述的信號值校正方法，其中所述方法包括通過在具有不同的對于所述特定電路元件的位置的相對位置的像素之間比較信號值來計算所述第二校正系數(shù)，并且在所述存儲器件中存儲計算的所述第二校正系數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的信號值校正方法，其中，在由所述圖像拾取元件產(chǎn)生的拾取圖像的整個或者一部分中，所述方法包括通過對于所述特定電路元件的位置的所述相對位置的每一個遍及多個所述共享結(jié)構(gòu)圖案計算多個相同顏色像素的信號值的平均值，并且在相互不同的所述相對位置之間比較平均值，來計算所述第二校正系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的信號值校正方法，其中所述圖像拾取元件包括所述基本陣列圖案的白色濾色器，并且所述方法包括通過遍及多個所述基本陣列圖案對與所述白色濾色器相對應(yīng)的所述像素的所述信號值求平均，來計算所述第二校正系數(shù)。
【文檔編號】H04N9/07GK103597821SQ201280026632
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月13日
【發(fā)明者】山下隼人 申請人:富士膠片株式會社