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| 원본 이미지 |
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| BGGR 패턴의 베이어 필터 |
1. 개요
Bayer filter. 디지털 이미지 센서에서 코닥의 연구원인 Bryce Bayer가 1975년 개발한 컬러 센서를 구현하는 방법이며 특허인 US3971065A는 1993년 7월에 만료된 상태다.빛의 3원색인 적색,청색,녹색으로 된 작은 필터를 이미지센서에 있는 각각의 개별 마이크로렌즈에 일정 패턴에 따라 번갈아가면서 입혀주는 것이다. 센서가 동작할 때는 같은 색의 필터가 사용된 픽셀들 끼리 따로 신호를 수신해 각각의 신호값을 R,G,B 채널로 구분하고 처리한 후에 세개의 채널을 가산 혼합 방식으로 합성해서 칼라 이미지를 완성하게 된다. 위의 베이어 이미지의 원본을 확대해서 보면 각 픽셀은 한가지 색의 정보만을 가지고 있고, 이 센서의 패턴에 따라 BGGR, RGGB 등으로 불리게 되며, 간혹 밝기 정보만을 받아들이는 부분을 추가한 경우도 있다. (RWBWGW)
또한 센서의 구조를 보게 되면 삼원색인 RGB가 각각 1/3의 비율로 분포한 것이 아니라 녹색의 비율이 높은데 이는 인간의 원추세포가 녹색에 더 민감하기 때문에 더 많은 부분을 녹색에 할당하였다.
2. 다른 센서와의 비교
베이어 형식이 아니면서 디지털 컬러 센서를 구현하는 방식인 포베온 x3, 3CCD에 비해 일반적인 모노크롬 CMOS/CCD 촬상소자 위에 컬러필터만 입히면 되므로 제조 단가와 데이터양이 같은 상황에서 1/3에 불과하여 고속 센서를 구현하기 쉽다.그렇지만 포베온과 3CCD와 달리 베이어 필터는 각 픽셀마다 삼원색을 모두 수광하는 구조가 아니므로 색을 구현하기 위해서는 픽셀 주변의 값들을 바탕으로 추측/보간해 내야 하므로 포베온 센서나 3CCD는 채널별 게인만 약간씩 조절 해 주면 거의 끝나는 것에 비해 보간 알고리즘에 따른 결과가 널뛰기를 하며 이 보간 알고리즘에 따라 무아레와 같은 역전 현상[1]이 심하게 발생하고 이를 보정하는 과정에서 로우 패스 필터를 적용하게 되면 필연적으로 이미지의 선명도가 저하된다.
[1] 카메라로 LCD모니터와 같이 매우 높은 주파수를 가진 이미지를 촬영하면 무아레가 발생하는 것을 볼 수 있는데 이는 베이어 패턴의 구조적인 문제에서 기인한다.