拜耳阵列(Bayer pattern)是数字相机传感器中常用的彩色滤镜阵列,由拜耳公司于1976年发明并应用于其旗下KODAK相机产品线中。
拜耳阵列由R、G、B三种滤色器交替排列组成,每四个像素中有两个绿色像素,一个红色像素和一个蓝色像素,绿色的像素数量相对于红色和蓝色的像素数量更多。
这种构成方式是因为人眼对绿色的敏感度较高,在红色和蓝色相继的像素中插入绿色像素可以更准确地还原原始颜色。该构成方式的优点是可以在保留图像分辨率的同时,使用较少的传感器元件实现彩色成像,降低成本。
在拜耳阵列中,有一半的绿色像素与周围的像素共享同一种颜色的滤镜,这些共享像素在处理后会被合并成与周围像素相同颜色的像素。
具体而言,将同一颜色的像素合并可以通过以下方式实现:对于图像中的每个像素,通过其周围像素的信息推断出其未被采样的两个颜色,从而还原出完整的RGB颜色信息。
拜耳阵列具有较高的成像质量和低成本的优点,但是也存在以下不足:
1、在高对比度场景下容易出现彩色伪影,即颜色边缘出现走样或者漏光的情况。
2、在低光环境下会因为共享像素的存在导致失真和降低图像亮度。
3、拜耳阵列并不能准确还原原始颜色,只是在一定程度上模拟了人眼的视觉效果。
4、由于R、G、B三种颜色像素数量不同,对于一些需要精细还原颜色的应用场景来说,拜耳阵列并不是最优选择。