Фильтр Байера
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/37/Bayer_pattern_on_sensor.svg/260px-Bayer_pattern_on_sensor.svg.png)
Фильтр Байера (шаблон Байера) — двумерный
Исторически это самый первый из массивов цветных фильтров. Назван по имени его создателя, доктора
Принцип работы
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Bayer_pattern_on_sensor_profile.svg/180px-Bayer_pattern_on_sensor_profile.svg.png)
Матрица — это устройство, воспринимающее спроецированное на него изображение. Поскольку полупроводниковые фотоприёмники примерно одинаково чувствительны ко всем цветам видимого спектра, для воспринятия цветного изображения каждый фотоприемник накрывается светофильтром одного из первичных цветов: красного, зелёного, синего (цветовая модель RGB).
Вследствие использования фильтров каждый фотоприемник воспринимает лишь 1/3 цветовой информации участка изображения, а 2/3 отсекается фильтром. Недостающие компоненты цвета рассчитываются процессором камеры путём интерполяции данных из соседних ячеек. Это называется демозаизацией. Таким образом, в формировании конечного цветового значения пикселя участвует 9 или более фотодиодов матрицы.
В классическом фильтре Байера применяются светофильтры трёх основных цветов в следующем порядке:
G | R |
B | G |
Фотодиодов зелёного цвета в каждой ячейке вдвое больше, чем фотодиодов других цветов, и в результате разрешающая способность такой структуры наибольшая в зелёной области спектра (в которой чувствительность глаза максимальна).
Изменения в структуре расположения
Для снижения заметности артефактов дебайеризации были разработаны модифицированные фильтры Байера, содержащие изменения, «разбавляющие» однородную периодическую структуру «неправильным» расположением части цветных пикселей. Вместо минимального 4-пиксельного элемента матрицы повторяется 12- или 24-пиксельный. Однако они не нашли массового применения из-за значительного роста необходимой вычислительной мощности для обработки полученного изображения.[1]
Пример применения
Сфотографируем исходный объект (для наглядности его часть увеличена):
![]() |
→ | ![]() |
При этом получаются три цветовые составляющие:
![]() |
||
↓ | ||
![]() |
![]() |
![]() |
↓ | ||
![]() |
Таким образом, мы получили изображение, каждый пиксель которого содержит только одну цветовую составляющую одной из предметных точек, спроецированных на него объективом. И только 4 предметных точки, рядом расположенных и спроецированных объективом на блок пикселей RGGB, приближенно формируют полный набор RGB 1-й усредненной предметной точки. Далее, процессор камеры должен, используя специальные математические методы интерполяции, рассчитать для каждой точки недостающие цветовые составляющие. В результате получается следующее изображение:
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/c/cc/Bayer_filter_reconstructed.jpg)
Как видно на картинке, это изображение получилось более размытым, чем исходное. Такой эффект связан с потерей части информации в результате работы фильтра Байера. Для исправления процессор фотоаппарата должен повысить чёткость изображения. Процесс искусственного повышения чёткости по-английски называется sharpening. При этом процессор может применить и другие операции: изменить контрастность, яркость, подавлять
Современные модели
Недостатки
История, аналоги
Фильтр Байера и расположение световоспринимающих элементов в одной плоскости ведут своё происхождение от растрового способа цветной фотографии.
Программные библиотеки/утилиты восстановления исходного изображения из мозаики
См. также
Примечания
- ↑ Сердце цифровой фотокамеры: ПЗС-матрица (часть четвёртая) — Ferra.ru . Дата обращения: 10 декабря 2018. Архивировано 14 декабря 2018 года.
- ISSN 1742-6596.
- US3 971 065 (1976-07-20) Bryce E. Bayer, Color imaging array.