Bayer pattern on sensor

Бывший инженер компании Kodak Брюс Байер сегодня получил награду Королевского фотографического общества за изобретение массива цветных фильтров (фильтров Байера), которые и по сей день используются во всех цифровых фотокамерах для получения цветного изображения с матрицы.

Фильтр Байера – двумерный массив цветных фильтров, которыми накрыты фотодиоды матриц, состоящий из 25% красных элементов, 25% синих и 50% зеленых элементов, расположенных как показано на рисунке выше.

Фотодиоды матрицы примерно одинаково чувствительны ко всем цветам спектра, и для получения цветного изображения их накрывают красными, зелеными и синими светофильтрами. В результате каждый фотоприемник воспринимает лишь 1/3 цветовой информации участка изображения, а 2/3 отсекается фильтром. Для получения остальных цветовых компонент используются значения из соседних ячеек.

Bayer pattern on sensor profile

Недостающие компоненты цвета рассчитываются процессором камеры на основании данных из соседних ячеек в результате интерполяции. Таким образом, в формировании конечного значения каждого цветного пиксела участвует девять или более фотодиодов матрицы.

В классическом фильтре Байера применяются светофильтры трех основных цветов в следующем порядке:

G R
B G

При этом фотодиодов зелёного цвета в каждой ячейке в два раза больше, чем фотодиодов других цветов, в результате разрешающая способность такой структуры максимальна в зеленой области спектра, что соответствует особенностям человеческого зрения.