radioelectronicsИзвестия высших учебных заведений России. РадиоэлектроникаJournal of the Russian Universities. Radioelectronics1993-89852658-4794Saint Petersburg Electrotechnical Universityradioelectronics-67Research ArticleТЕЛЕВИДЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙTELEVISION AND IMAGE PROCESSINGСтруктура кодирующих светофильтров для одновременного повышения разрешающей способности и чувствительности телевизионной камерыCoding light filters structure for simultaneous increasing of television camera resolution and sensitivityБарановП. С.BaranovP. S.tv.labs@yandex.ruСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)РоссияSaint Petersburg Electrotechnical University "LETI"Russian Federation201528122015061524Copyright © Баранов П.С., 20152015Баранов П.С.Baranov P.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://re.eltech.ru/jour/article/view/67

Структура кодирующих светофильтров (СКС), используемая в ПЗС и КМОП-фотоприемниках для получения цветного изображения, в наибольшей степени определяет качество изображения. В статье сформулированы требования к СКС для повышения чувствительности и разрешающей способности телевизионной камеры. Представлен шаблон синтезированной СКС. Проведено компьютерное моделирование пяти различных СКС и их сравнительный анализ по объективным и субъективным параметрам.

Coding light filters (CLF) structure using in CCD- and CMOS- photo detectors color image obtaining, most defines the image quality. In article requirements to CLF for increase of sensitivity and resolution of a TV camera are formulated. The template of the synthesized SCL is presented. Com-puter modeling of five various CLF and their comparative analysis in objective and subjective parameters is carried out.

Структура кодирующих светофильтровшаблон структуры кодирующих светофильтровчувствительностьразрешающая способностьCoding light filters structuretemplate of coding light filters structuresensitivityresolutionReferencesDurini D. High Perfomance Silicon Imaging. Fundamentals and Applications of CMOS and CCD Image Sensor. Cambridge: Woodhead Pub. 2014. 450 p.Durini D. High Perfomance Silicon Imaging. Fundamentals and Applications of CMOS and CCD Image Sensor. Cambridge: Woodhead Pub. 2014. 450 p.Single-Sensor Imaging. Methods and Applications for Digital Cameras. Ed. by R. Lukac. Boca Ra-ton: CRC Press. 2009. 626 p.Single-Sensor Imaging. Methods and Applications for Digital Cameras. Ed. by R. Lukac. Boca Ra-ton: CRC Press. 2009. 626 p.Li Y., Hao P., Lin Z. Color filter arrays: representation and analysis // Tech. Rep. RR-08-04, Dept. of Computer Science, Queen Mary, Univ. of London (QMUL), 2008. // URL: http://www.eecs.qmul.ac.uk/~phao/Papers/RR-08-04.pdf (дата обращения 10.12.2015).Li Y., Hao P., Lin Z. Color filter arrays: representation and analysis // Tech. Rep. RR-08-04, Dept. of Computer Science, Queen Mary, Univ. of London (QMUL), 2008. // URL: http://www.eecs.qmul.ac.uk/~phao/Papers/RR-08-04.pdf (дата обращения 10.12.2015).Demosaicking: Color filter array interpolation / B. K. Gunturk, J. Glotzbach, Y. Altunbasak et al. // IEEE Signal Processing Mag. 2005. Vol. 22, iss. 1. P. 44-54.Demosaicking: Color filter array interpolation / B. K. Gunturk, J. Glotzbach, Y. Altunbasak et al. // IEEE Signal Processing Mag. 2005. Vol. 22, iss. 1. P. 44-54.Alleyson D., Susstrunk S., Herault J. Linear demosaicing inspired by the human visual system // IEEE Trans. Image Processing. 2005. Vol. IP-14, iss. 4. P. 439-449.Alleyson D., Susstrunk S., Herault J. Linear demosaicing inspired by the human visual system // IEEE Trans. Image Processing. 2005. Vol. IP-14, iss. 4. P. 439-449.Lukac R., Plataniotis K. N. Universal demosaicking for imaging pipelines with a RGB color filter array // Pattern Recognition. 2005. Vol. 38, iss. 11. P. 2208-2212.Lukac R., Plataniotis K. N. Universal demosaicking for imaging pipelines with a RGB color filter array // Pattern Recognition. 2005. Vol. 38, iss. 11. P. 2208-2212.Condat L. A new color filter array with optimal sensing properties // URL: http://www.gipsa-lab.fr/ ~laurent. condat/publis/condat_icip09_newCFA.pdf (дата об-ращения 10.12.2015).Condat L. A new color filter array with optimal sensing properties // URL: http://www.gipsa-lab.fr/ ~laurent. condat/publis/condat_icip09_newCFA.pdf (дата об-ращения 10.12.2015).Hirakawa K., Wolfe P. Spatio-spectral color filter array design for optimal image // IEEE Trans. on Image Processing. 2008. Vol. IP-17, iss. 10. P. 1876-1890.Hirakawa K., Wolfe P. Spatio-spectral color filter array design for optimal image // IEEE Trans. on Image Processing. 2008. Vol. IP-17, iss. 10. P. 1876-1890.A geometric method for optimal design of color filter arrays / P. Hao, Y. Li, Z. Lin, E. Dubois, // IEEE Trans. Image Processing, 2011. Vol. IP-20, iss. 3. P. 709-722.A geometric method for optimal design of color filter arrays / P. Hao, Y. Li, Z. Lin, E. Dubois, // IEEE Trans. Image Processing, 2011. Vol. IP-20, iss. 3. P. 709-722.Баранов П. С. Анализ характеристик телекамер на фотоприемниках с произвольной структурой кодирующих светофильтров // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2014. Вып. 1. С. 80-89.Баранов П. С. Анализ характеристик телекамер на фотоприемниках с произвольной структурой кодирующих светофильтров // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2014. Вып. 1. С. 80-89.US Pat. 3 971 065. Int. Cl.2 H04N9/07, H04N9/04, G02B5/20. Bayer B. E. Color imaging array. Publ. 1976/20/07.US Pat. 3 971 065. Int. Cl.2 H04N9/07, H04N9/04, G02B5/20. Bayer B. E. Color imaging array. Publ. 1976/20/07.Баранов П. С., Козлов В. В., Манцветов А. А. Чувствительность цветных одноматричных телевизионных камер // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2012. Вып. 1. С. 58-71.Баранов П. С., Козлов В. В., Манцветов А. А. Чувствительность цветных одноматричных телевизионных камер // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Техника телевидения. 2012. Вып. 1. С. 58-71.US Pat. 20 070 268 533. Int. Cl. G03F3/08 (2006.01). Image sensor with improved light sensitivity / T. Kijima, H. Nakamura, J. Compton, J. Hamilton. Publ. 2007/22/11.US Pat. 20 070 268 533. Int. Cl. G03F3/08 (2006.01). Image sensor with improved light sensitivity / T. Kijima, H. Nakamura, J. Compton, J. Hamilton. Publ. 2007/22/11.US Pat. 20 150 241 611 A1. Int. Cl. H04N5/335 (2006.01). Hirota I. Solid-state imaging device, method for processing signal of solid-state imaging device, and imaging apparatus. Publ. 2015/08/27.US Pat. 20 150 241 611 A1. Int. Cl. H04N5/335 (2006.01). Hirota I. Solid-state imaging device, method for processing signal of solid-state imaging device, and imaging apparatus. Publ. 2015/08/27.US Pat. 20 130 242 148 A1. Int. Cl. H04N9/04 (2006.01). Mlinar M., Keelan B. Imaging systems with clear filter pixels. Publ. 2013/08/07.US Pat. 20 130 242 148 A1. Int. Cl. H04N9/04 (2006.01). Mlinar M., Keelan B. Imaging systems with clear filter pixels. Publ. 2013/08/07.Баранов П. С., Драк О. Т. Выбор структуры цветных кодирующих светофильтров для повышения чувствительности // Тез. докл. 10-й Междунар. конф. "Телевидение: передача и об-работка изображений", Санкт-Петербург, 25-26 июня 2013 г. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2013. С. 14-16.Баранов П. С., Драк О. Т. Выбор структуры цветных кодирующих светофильтров для повышения чувствительности // Тез. докл. 10-й Междунар. конф. "Телевидение: передача и об-работка изображений", Санкт-Петербург, 25-26 июня 2013 г. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2013. С. 14-16.Baranov P., Drak O. A New Color Filter Array with High Light Sensitivity and High Resolution Properties // Proc. of the 2015 IEEE North West Russia Section Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conf., 2-4 Feb. 2015. SPb. ETU "LETI" Publ. 2015. P. 18-23.Baranov P., Drak O. A New Color Filter Array with High Light Sensitivity and High Resolution Properties // Proc. of the 2015 IEEE North West Russia Section Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conf., 2-4 Feb. 2015. SPb. ETU "LETI" Publ. 2015. P. 18-23.Баранов П. С. Методы повышения качества изображения, формируемого цветными одноматричными телевизионными камерами // Дис.. канд. техн. наук: 05.12.04. / СПбГЭТУ "ЛЭТИ". СПб. 173 с.Баранов П. С. Методы повышения качества изображения, формируемого цветными одноматричными телевизионными камерами // Дис.. канд. техн. наук: 05.12.04. / СПбГЭТУ "ЛЭТИ". СПб. 173 с.Wang J., Zhang C., Hao P. New Color Filter Arrays of High Light Sensitivity and High Demosaicking Performance // IEEE Int. conf. on Image Processing (ICIP), Brussels, Belgium, 11-14 Sept. 2011. URL: http://www.eecs. qmul.ac.uk/~phao/Papers/ICIP11.ppt.pdf (дата обращения 10.12.2015).Wang J., Zhang C., Hao P. New Color Filter Arrays of High Light Sensitivity and High Demosaicking Performance // IEEE Int. conf. on Image Processing (ICIP), Brussels, Belgium, 11-14 Sept. 2011. URL: http://www.eecs. qmul.ac.uk/~phao/Papers/ICIP11.ppt.pdf (дата обращения 10.12.2015).Hao P. Universal Demosaicking of Colour Filter Arrays / Dept. Computer Science, Queen Mary, Univ. London (QMUL). URL: http://www.eecs.qmul.ac.uk/~phao/CFA/acude/ (дата обращения 10.12.2015).Hao P. Universal Demosaicking of Colour Filter Arrays / Dept. Computer Science, Queen Mary, Univ. London (QMUL). URL: http://www.eecs.qmul.ac.uk/~phao/CFA/acude/ (дата обращения 10.12.2015).Aptina’s Clarity+TM Solution. URL: https://3gltesum-mit.qualcomm.com/sites/default/files/pdf/3GLTE2015 _ONSemi.pdf (дата обращения 10.12.2015)Aptina’s Clarity+TM Solution. URL: https://3gltesum-mit.qualcomm.com/sites/default/files/pdf/3GLTE2015 _ONSemi.pdf (дата обращения 10.12.2015)Dubois E. Frequency-Domain Methods for Demosaicking of Bayer-Sampled Color Images // IEEE Signal Process. Lett. 2005. Iss. 12 P. 847-850.Dubois E. Frequency-Domain Methods for Demosaicking of Bayer-Sampled Color Images // IEEE Signal Process. Lett. 2005. Iss. 12 P. 847-850.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.