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RYYB是如何工作的?

由站长搜索于 2019-05-14 23:58:16 整理发布   来源:IThome  

站搜网5月13日消息 RYYB概念最早是日本厂商提出,其弱光提升很明显。但RYYB这一技术的实现原理又是什么样的呢?

要了解RYYB结构CMOS,首先要了解拜耳阵列,拜耳阵列是将滤光片叠加在图像传感器底部的滤色器阵列。需要我们注意的一点是,图像传感器本身只对光敏感,并不对颜色敏感,因此拍照获得的原片始终都是黑白的。

为了捕获颜色,我们需要一个彩色滤光片阵列,比如拜耳滤镜,首先将额外的紫外光和红外光过滤,一旦光线变窄到可见光谱,拜耳滤镜就能正常工作了。拜耳滤镜在每个像素点都会覆盖一种颜色,在2×2像素网格中就会有一个红像素点、一个蓝像素点和两个绿像素点。这就是我们常说的RGB结构。

▲RGB阵列

选择RGB主要的原因是,人类的视觉系统也主要是对这三种颜色的光敏感,通过红光、蓝光和绿光的重叠,我们的大脑中就能生成对应的颜色,而相机的CMOS正是利用了人类视觉系统这一特点实现的。

拜耳滤镜在图像传感器的2×2像素网格上分别放置一个红色、一个蓝色和两个绿色的透镜实现光线的改变,通过这些滤镜阵列,多余的颜色将会被过滤,而滤镜底下的传感器就能获得不同波长的光。但是传感器获得的原始图像依旧是黑白的,只不过不同区域的光线亮度不同。

通过拜耳滤镜获得的原始照片依旧是一堆光线的数据,这时候为了产生实际的颜色,传感器生产商将会通过专门的算法将光线转换为颜色数据,这个算法有多好直接决定这最终成片颜色的精确度。这个过程被称为去逆马赛克变换。当然不同设备对原片处理的方法不同,比如Adobe Photoshop的颜色处理就可能与相机直出的颜色不同,因为不同的软件、厂商会有不同的逆马赛克变换算法。

一旦完成逆马赛克变换,图像就可以进一步处理,比如曝光、对比度、高光、阴影、白平衡、噪点、清晰度等等。

拜耳滤镜使用的是RGGB阵列,其中我们看到RGGB中有两个绿色像素点,这和人类的视觉系统一致,人类对绿色是最为敏感的,因此调整绿色通道往往对画面整体亮度调节非常明显,所以画面中绿色的多少会直接影响整体亮度。

不过拜耳滤镜最终还是模拟人眼成像的过程,实际上现在有很多可以替代RGB的产品,CYYM就是其中一种,它的三种基本颜色是由青色、黄色、品红色组成,CYYM的优点是允许更多光线通过传感器,但因为它只能获得1/2的绿光、1/4的蓝光和1/4的红光,实际上的显示效果可能无法达到传感器标注的分辨率,不过CYYM具有更高的光透射率,为了解决这个问题,理论上可以从相同数量的像素点上产生更高的分辨率。

但是,实际情况是,CYYM传感器中获取成片往往并不容易,通常来讲,CYYM比RGGB的逆马赛克变换算法更为复杂,因为这些原因CYYM无法大面积普及,并且带有完整CYYM传感器的相机现阶段依旧罕见。

而RYYB通过将红光和蓝光进行保留,仅用黄光替换绿光,理论上这样的做法允许传感器获得比绿光更多的光线,也能保证其他两种光线不受影响。当然,虽然这种替换能获得更多光线数据,但是逆马赛克变换算法依旧是一个问题,不过现阶段手机的AI算法往往都比较先进,所以说即便没有准确的绿光通道,照片也可以实现正常的颜色显示。RYYB这样的设计也保证了手机在弱光情况下成像的效果。


原文地址:http://www.adminso.com/articles/view/284414
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